空气充量中剩余的氧气会限制最后阶段的燃烧速率减缓,这一过程发生在曲轴转角向排气过程推进之前。当增加共享体积中正丁醇的分量,并结合含氧燃料的分子氧含量,发动机的转速提高了,这会提高混合物的混合质量。
随着发动机转速的增加,越来越明显地观察到预混燃烧阶段的现象,在2500和3000 rpm时,B5和B10的预混相较类似。
在2500 rpm时观察到较高的放热率,这是因为相比于3000和3500 rpm的较高转速,在2500 rpm下燃料燃烧所需的停留时间更长,从而允许更多的燃料燃烧。
在预混合阶段之后的混合控制燃烧或最终阶段表明,随着混合物中正丁醇共享体积的增加,混合物的放热曲线比DF更陡。由此可见,混合物的燃烧效率优于DF,燃烧持续时间缩短。
在先前的研究中,我们使用BD30(由30%生物柴油或甲酯,来自菜籽油(RME),与70%柴油混合)单独使用时,成功缩短了点火延迟。
然而,当添加E10(由10%乙醇和90%柴油燃料组成)与BD30混合时,ID却变长了,这是不是期望的结果,因为这会导致测试发动机出现困难启动的问题。
通过比较氯化萘的数据,我们发现RMEs的氯化萘值为55,而DF的氯化萘值为51。相比之下,正丁醇的氯化萘值约为25,乙醇的氯化萘值约为8。
因此,当将柴油中正丁醇的共享体积增加到20%以上时,正丁醇取代了DF中较丰富的CN成分,延长了燃烧的起始SOC,促进了发动机的艰难启动。
然而,这也限制了正丁醇在DF中可以混合的最大比例。超过20%的正丁醇体积混合物进一步降低了混合物的CN。
因此,存在一个限制:当混合物的最终CN对于发动机启动来说过低时,这将成为一个问题。
前一项研究表明,在最大压力和放热率方面,B50由50%生物柴油和50%柴油组成是优于Bu20的首选燃料类型。
在实验中,我们采用了单缸、四冲程、直接喷射、风冷、TecQuipment TD212柴油发动机,具有自然吸气和最大功率3.5 kW(3600 rpm),以及最大放热率(HRR) 15.5 J/deg。