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植物油因其可再生、环保和来源广泛等特点,已被国内外许多国家所应用,被认为是最具有发展潜力的代用燃料之一。针对其粘度大的问题,柴油机燃用植物油简单而又经济的方法是对其进行微乳化。本文首先依据微乳化机理,采用0~#柴油/桐油与乙醇制备不同混合比例的植物油基微乳化燃料,并测定其主要理化特性;然后在电控高压CRDI柴油机上燃用0~#柴油和各微乳化燃料,对比分析发动机性能、排放特性及其燃烧特性的异同;最后得出植物油基微乳化燃料的燃烧与排放规律。本文主要工作和结论如下:(1)基于微乳化机理,试验以0~#柴油/桐油混合液为油相(O),低碳醇(乙醇)为水相(W),在复配乳化剂(油酸/正丁醇)的作用下制备油包水型(W/O)植物油基微乳化燃料。试验制备的微乳化燃料澄清透明,在室温密闭的环境下可稳定存储半年以上。(2)在考虑燃油动力性及其经济性的前提下,试验制备了四种不同混合比例的植物油基微乳化燃料,分别命名为TD30E20、TD30E40、TD50E20、TD50E40。参照国标进行试验,分别测定各燃油的运动粘度、密度及其低热值等。(3)在中、小负荷采用两阶段喷射,即预喷射和主喷射相结合,大负荷采用单次喷射的前提下,研究CRDI柴油机燃用各燃油的经济性及其排放特性。研究结果表明:与0~#柴油相比,燃用微乳化燃料使其有效能耗下降,燃油消耗增加;在小负荷时,其NO_X的比排放降低,HC和CO的比排放较高;在中、大负荷时,其NO_X的比排放增加,HC和CO的比排放则无明显差别;在大负荷时,其碳烟的比排放显著降低。(4)在两阶段喷射策略下,研究CRDI柴油机燃用各燃料时的燃烧特性,包括燃烧压力及其放热规律的对比分析。研究结果表明:该发动机燃用微乳化燃料,峰值压力和峰值瞬时放热率对应的曲轴转角均相对滞后;随着负荷的增加,微乳化燃料所对应的压力及其放热率增大的同时其峰值均大于0~#柴油,并且各燃油的滞燃期均缩短;由于各微乳化燃料的燃烧放热相对集中,导致其燃烧持续期小于0~#柴油。