第4期（总第225期） 2016年8月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No .4(Serial No .225)
Aug.2016
天然抗氧化剂对生物柴油燃烧特性的影响研究
王忠2，冯渊”，瞿磊”，张美娟”，吴婧
（1.无锡职业技术学院，江苏无锡214000；2.江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013）
摘要：针对生物柴油氧化安定性较差的特点，在调和油B20中添加天然抗氧化剂，改善生物柴油的氧化安定性。通过发动机台架试验，测量了标定转速、不同负荷时，分别添加迷选香与茶多酚两种抗氧化剂的生物柴油 K1B20和K2B20的示功图，并与燃用柴油B0、生物柴油B100以及调和油B20进行对比,探讨了抗氧化剂对柴油机然烧过程的影响。结果表明：低负荷时，与燃用B0相比，燃用B100的最高燃烧压力、最大压力升高率升高，解时放热率峰值降低，滞燃期缩短，燃烧持续期延长；与燃用B20相比，燃用K1B20和K2B20的压力曲线与麟时放热率曲线形状以及燃烧特性参数基本相同。全负荷时，随生物柴油掺混比的增加，最高燃烧压力降低：燃用K1B20和 K2B20的最高燃烧压力升高，对应的曲轴转角略有延迟，最大压力升高率峰值基本相同，对应曲轴转角延迟。燃用 K1B20和K2B20对柴油机的输出功率影响不大，与B20相比，滞燃期与燃烧持续期喀有缩短，排气温度有所降低。
关键词：抗氧化剂；燃油添加剂；生物柴油；燃烧过程
DOI:10.3969/j.issn.1001-2222.2016.04.015 中图分类号：TK421.7
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2016)04-0082-05
生物柴油作为一种绿色可再生清洁能源得到了
世界各国的普遍重视，成为柴油机的一种重要替代燃料。生物柴油主要成分为长链不饱和脂肪酸甲酯，不饱和程度高易造成其氧化安定性较差1-2]。采用抗氧化剂改善生物柴油的氧化安定性具有良好的效果。研究表明34：生物柴油的氧化反应主要为自由基的链式反应抗氧化剂能够与自电基反应转变为稳定的产物。此外,抗氧化剂可以猝灭单重态氧，抑制光氧化，并与金属离子发生络合反应.减小金属离子的促氧化作用3-8」。生物柴油中添加抗氧化剂，可以延长生物柴油的使用周期，将添加抗氧化剂的生物柴油应用于柴油机，国内外学者开展了相关研究。韩国Ryu等学者"研究了添加抗氧化剂 BHT,BHA,PrG,TBHQ的生物柴油对柴油机性能的影响，结果表明，在转速为1500r/min，负荷为 75%时，添加抗氧化剂对生物柴油示功图和排放污染物的影响较小，有效燃油消耗率与不添加抗氧化剂的生物柴油相比稍有降低。马来西亚Fattah等学者研究了抗氧化剂对生物柴油燃烧过程及排的影响，结果表明，添加抗氧化剂可以提高功率降低排气温度，减少NO排放，但HC，CO和炭烟排放略有升高。
收稿日期：2015-12-01；修回日期：2016-05-04
与车用柴油机相比，农业机械、工程机械等非道路柴油机移动范围小、应用广、排放量较高，鉴于此，本研究以广泛用作水泵和发电机机组配套动力的 186F非道路柴油机为研究对象，采用清洁能源生物柴油为燃料，并针对其氧化安定性差的特点.配制了分别含迷迭香和茶多酚两种天然抗氧化剂的生物柴油混合燃料，测量了标定转速、不同负荷时的油机气缸压力、输出功率、排气温度等参数，考察了不同抗氧化剂对生物柴油燃烧过程及动力性的影响，为生物柴油中添加抗氧化剂在非道路柴油机上的应用提供理论依据。
抗氧化剂的作用机理
天然抗氧化剂从动植物、微生物中提取，来源广泛，主要分为多酚类、黄酮类、维生素及其衍生物等，其中，迷送香和茶多酚应用较为广泛。迷迭香的主要成分为鼠尾草酸（C20H28O4），鼠尾草酸为脂溶性抗氧化剂，分子具有复杂的空间结构，苯环上含有多个取代基，使得鼠尾草酸具有很好空间位阻效应，有利于自由基的稳定，提高了鼠尾草酸的抗氧化活性。茶多酚的主要成分为儿茶素（C15H14O；），结构包括一个苯环和一个苯并吡喃，苯环和苯并吡喃各有两
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51376083）；江苏省高校自然科学基金重点资助项目（13KJA470001）作者简介：王忠（1961一），男，教授，博士生导师，主要从事内燃机代用燃料的研究；wangzhong@ujs.edu.cn