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乳化油在汽车发动机上的应用及探讨 吴则旭,王银山 （天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津 300222） 摘要：本文对乳化油的乳化性能和在汽车发动机上的发展现状进行了探讨，分析对比了混合燃料的优缺点。研究表明：汽车发动机燃用乳化油可提高热效率，有效降低NOX及碳烟排放，但动力性略差，CO排放有所增加。最后阐述了我国乳化油未来发展优势。 关键词：能源，乳化油性能，混合燃料 Exploration and application of emulsified oil in the car engine ( School of Automotive and Transportation ,Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222,China) Abstract: In this paper, the emulsification properties of the emulsified oil and on the automotive engine development present situation are discussed. Studies have shown that: automotive diesel engine burning emulsified oil can improve the thermal efficiency and reduce the NOx and carbon emissions. But the performance is slightly worse, CO emissions increase. Finally elaborated the advantages of emulsified oil in our countrys future development. Key words: energy; performance of emulsified oil; mixed fuel 1 前言 石油燃料是非常重要的不可再生资源，储存量正日益减少，造成的环境污染也愈发严重。车用燃油是石油燃料的主要用途之一，而汽车尾气已经被公认为城市空气污染的罪魁祸首。中智林市场监测数据显示，今年北京出现的大范围的雾霾天气，其影响因素中，机动车居于首位，占22.2%。改变汽车的能源结构，发展汽车的清洁代用燃料已迫在眉睫。 乳化油是将燃油和水或其它不相溶的溶剂通过乳化剂以及乳化设备乳化形成的乳液。将几种液体以小液珠的形式分散在不相容的液体中，所构成的分散体系的乳化液，稳定性和分散度不理想，需加入乳化剂来形成较为稳定的乳化液。和普通柴油相比，具有良好的燃烧性能、能耗低、污染少的优点[1]。 1927年英国首次利用超声波制成了汽油掺水乳化液。1965年美国贝歇尔(P.Bocher)总结了乳化油和燃油掺水技术的经验，出版了《乳化理论与实践》，从而推动了燃油乳化和内燃机燃料含水燃烧技术的发展。1981年燃油掺水应用被国际燃协确定为三大节能技术之一。加拿大Michio Ikura等对离心脱除重馏分的生物油进行乳化，研究了乳化油稳定性的主要影响因素，为稳定乳化油的制备提供了参考[2]。 我国在80年代该技术被列入“八五”期间重点研制及推广的项目。清华大学的葛阳等研究了单滴乳化燃油的微爆模型及微爆规律，并解释了乳化油滴的冷滴、无水层生成等现象。黄宏等将乳化柴油与纯柴油相比，发现乳化柴油节油率达到20%，烟尘排放质量浓度降低了76%，SO2排放质量浓度降低了40%[3]。 2 乳化油的性能 理论研究表明，生物油和石油液体燃料虽然基本不相溶，但通过乳化技术可以将二者形成稳定效果较好的乳化油。考虑到乳化油结构和组成的复杂性，乳化过程中需要加入助乳化剂，这是因为助乳化剂有助于提高分散液界面膜的机械强度。另一方面，乳化剂的浓度增大，也会有增溶的效果，这样乳化油稳定时间能够延长。一般来说，结构越接近，微乳化能力越强，稳定性越好[4]。 再从实验分析来看，将配置好的乳化油导入气缸，随着温度的不断升高，掺混的水会比燃油先达到沸点，因为气化作用导致“微爆”现象，从而令乳化油进一步微粒化，增加了油滴和空气的接触面积，使得乳化油的燃烧效率得到提到。另一方面，“微爆”使得乳化油发生二次雾化，油气混合均匀度提高，降低了不完全燃烧的程度，减少炭烟和颗粒的生成，同样也提高了燃烧效率。如图1所示， 将93#汽油与不同比例甲醇混合（M15表示甲醇含量占得比例为15%，M50表示甲醇比例为50%），台架试验测得的NOX排放量。可以看出配置好的乳化油燃烧排放的氮氧化物有所降低。 图1 60N·m时9