第1期（总第234期） 2018年2月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
发动机燃用水乳化柴油的研究进展
王小琛”，汪映，陈振斌“，刘燕霞
(1西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710049
2海南大学机电工程学院，海南海口570228）
No (Serial No 234)
Feb2018
摘要：综述了柴油机燃用水乳化柴油的燃烧与喷雾特性、动力性与经济性及排放特性，对比分析了发动机燃用水乳化柴油与普通柴油在性能上的差异及其原固，总结了水乳化柴油在柴油机上的应用优化方法。结果表明：与柴油相比，乳化柴油着火滞燃期延迟，燃烧持续期缩短，喷雾贯穿距变长或相差不大，火焰升起高度增加；燃用乳化案油时动力性下降，但有效热效率较柴油升高;乳化案油可以明显降低NO，和炭烟排放，但多数工况下HC和CO 排放有所升高，低转速和中低负荷工况下尤为明显；燃用乳化柴油时颗粒物数量浓度增加，体积浓度减小，且对于醛类和噪声排放并没有改善作用；添加合适添加剂或结合发动机技术协同作用，可以针对性地改善乳化柴油的燃烧过程，进一步起到节能减排的效果。基于燃料稳定性与燃料理化特性综合优化目标的燃料设计，以及适用于乳化柴油的高压共轨柴油机燃烧组织参数优化是未来的研究方向。
关键词：柴油机；乳化柴油；燃烧；性能；排放 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2018 01 001
中图分类号：TK42171
文献标志码：A
文章编号：1001-2222(2018)01-0001-09
化石燃料的目益消耗与环境污染的不断加剧是内燃机发展所面临的关键问题。2016年，我国石油产量为1997亿t，而石油消耗量为6443亿t（包括港澳台），原油对外依存度达655%1。与此同时，我国汽车产销量连续8年位居世界第一，进一步增加了石油消费的压力。伴随着石油的大量消耗，环境污染亦目益重。2016年，我国机动车四项污染物排放总量达44725万t，较2015年降低了13%。汽车作为机动车污染物排放的主要来源，其排放的氮氧化物和炭烟的占比超过90%，碳氢化合物和一氧化碳的占比超过80%。其中，柴油汽车保有量占汽车保有量的102%，但PM,NO，HC及CO的排放量分别占汽车污染物排放量的99%，68.7%， 240%及12.6%以上[2]。2013年，我国碳排放已超过美国和欧盟的总和，位居世界第二[3-4]。2016年，全国化石能源燃烧的C0z排放达9123亿t1
较汽油机而言，柴油机因具有良好的动力性、燃油经济性以及耐久性而广泛应用于工程、交通、农业及军事等诸多领域。然而，柴油机的NO，和炭烟排放较高，对生态环境和身体健康有一定的影响。发动机燃用乳化柴油可以在提高柴油机的燃烧效率
收稿日期：2017-08-20；修回日期：2018-01-09
的前提下同时降低NO和炭烟的排放5。近几十年来，发动机燃用乳化柴油的性能研究受到了国内外众多学者的重视。结合国内外研究，本文重点分析和阐述发动机燃用乳化柴油性能的研究进展，包括乳化柴油的燃烧特性、喷雾特性、动力性、经济性以及排放特性。同时，介绍乳化柴油在发动机上的应用优化，对乳化柴油的进一步研究提出了建议。 1乳化柴油的稳定性与理化特性
乳化柴油的稳定性是决定乳化柴油能否在发动机上成功应用及推广的重要因素之一。乳化柴油的稳定性与乳化添加剂的种类和含量密切相关， Span80，Twen80及TritonX-100等是目前使用较多的几种乳化剂，其在乳化液中的含量基本介于 01% ～2%之间[6-10]。
为获得更稳定的乳化柴油，学者们也对传统乳化剂以外的添加剂展开了研究。Yang等"以体积分数为12.6%的纳米有机添加剂制备新型乳化柴油，与普通乳化柴油皇乳白色不同，该新型乳化柴油呈绿色而透明，且稳定性长达一年以上。Nadeem 等的研究显示，与普通表面活性剂相比，使用
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51166002）；海南大学科研基金资助项目（kyqd1657）
作者简介：王小琛（1990—），男，博士，研究方向为发动机替代燃料及节能减排技术；wangxiaochen510@163eom，通讯作者：陈振斌（1968一），男，教授，博士，研究方向为发动机替代燃料及节能减排技术;zhenbin1208@163com。