日本小松公司研制成功水乳化柴油发动机 |
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(《日本瞭望》2001年第10期 新技术专栏)小松公司成功开发出水乳化燃料发动机,该发动机可明显减少发动机排放废气中氮氧化物(NOx)和烟灰的含量。小松公司计划在2001年秋季推出两种型号的水乳化燃料发电机:STA6D140排量15升,功率250kW,STA12V140排量30升,功率500kW。 目前柴油机普遍要求燃烧效率高,CO2排放相对少。尽管如此,柴油机在使用当中,依然排放出氮氧化物和烟灰,因此减少氮氧化物和烟灰的排放是发动机生产商优先考虑的问题。
在这样的下背景,小松公司研制的水乳化燃料柴油机,取得了重要的突破,这种柴油机是一种真正意义的低排放发动机,它可将 NOx排放控制在100ppm以下,传统柴油机在运行时均会排出可见黑烟,而小松公司新型柴油机运行时肉眼已看不见黑烟排放。 小松公司解决方案 水乳化柴油是一种由水、柴油稳定混合的牛奶状乳化液,氮氧化物NOx是在燃烧室内由吸入的空气中氮气和氧气反应生成的。 众所周知,含水乳化燃料可减少氮氧化物的生成比率,是由于水的存在,均化了燃烧室内的温度场,水在蒸发后,燃料油与空气充分混合,因此,由燃烧不充分而产生的黑烟就大幅度减少。 在以往众多商业发动机使用乳化燃料,都已被证实是无效的,其主要是由以下一种或多种原因引起: 1)当发动机搁置不用时,油水发生分离,经过一段时间后,发动机内部机件发生腐蚀; 2)为了减少氮氧化物的生成,必须增加水的混和量,这就将影响发动机的启动性和低功率输出时发动机运转的稳定性; 3)在启动和停机前使用100%纯燃料油,在正常运行期使用乳化燃料,这势必增加操作的复杂性。
小松公司克服了上述问题,并提出下面的解决方法: 1)研制了一种改良的乳化燃料生产系统,它将使燃料油和水很难分离,新型乳化剂可保证乳化液的稳定性,同时具备对发动机内部机件防腐蚀作用,燃料油、水、乳化剂在乳化机、中间槽之间循环,直至乳化燃料的颗粒小到使其稳定。 2)随着油水比例增加到50:50,NOx的排放也将减少到100ppm以下,发动机效率提高,启动性能增加,低功率输出时发动机运转稳定。 发动机在高压缩比中运行,使用具备优良绝热、耐久性能好的易延展合金铸铁活塞,还包括小松公司研制的电控高压燃油泵,它可根据输出功率要求自如控制喷射,同时还根据输出状况,任一选择采用水冷却,或者空气冷却作为发动机二次冷却。 小松公司目前人仍在研制其他类型的乳化油发动机,完善其产品系列,以适应客户的不同需求。 《乳化燃料网》17/02/2002编译 |
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