蜂蜡热解油作为可持续燃料在可变压缩发动机中的应用：性能优化与排放控制研究

推荐：研究人员针对化石燃料不可持续及环境污染问题，创新性地利用蜂蜡热解油（BX）作为柴油替代燃料，通过可变压缩比（VCR）发动机实验，系统评估了BX与柴油混合燃料（BX10-BX40）的性能与排放特性。结果表明，BX20在18:1压缩比下展现出最高能量效率（25.65%）和最低比油耗（0.33 kg/kWh），同时显著降低CO（9.3%）、HC（24 ppm）和NOx （163 ppm）排放。该研究为生物质能源的工程化应用提供了新思路，对推动低碳交通和可持续发展具有重要意义。

　　

蜂蜡热解油：解锁生物质能源的绿色潜能

在全球能源转型与碳中和目标的驱动下，寻找可替代化石燃料的可持续能源已成为紧迫课题。传统生物柴油因高粘度、低热值及NO_x
排放问题限制了其应用，而蜂蜡热解油（Beeswax Pyrolytic Oil, BPO）因其独特的非食物链原料属性、高烃类含量和低氧氮硫特性，展现出显著优势。然而，此前关于BPO在柴油发动机中的应用研究尚属空白。为此，国内研究人员通过系统的实验研究，首次揭示了BPO-柴油混合燃料在可变压缩比（Variable Compression Ratio, VCR）发动机中的性能与排放规律，为生物质燃料的工程化应用提供了关键数据支撑。

研究团队采用热解技术（450°C）从蜂蜡中提取BPO，通过GC-MS和FTIR分析确认其以饱和烃（51.632%）为主的结构特性。随后，将BPO与柴油按10%-40%体积比混合（BX10-BX40），在单缸VCR发动机（压缩比16:1-18:1）中测试其性能。关键技术包括：1）热解油制备与理化性质表征；2）发动机台架试验（负载25%-100%）；3）能量-?（Exergy）联合分析；4）排放检测（CO/HC/NO_x
）；5）基于回归模型的参数相关性建立。

性能优化：压缩比与混合比例的协同效应

• 热效率突破：BX20在18:1压缩比下实现25.65%的制动热效率（BTE），仅比柴油低0.66%，且?效率反超柴油3.47%。这归因于BPO的短链烃结构缩短了燃烧周期，而适度氧含量（17.042%）促进了充分燃烧。
• 油耗降低：BX20的比油耗（BSFC）降至0.33 kg/kWh，优于其他混合燃料。高压缩比（18:1）通过改善雾化效果，进一步减少未燃燃料损失。

排放控制：环境友好性验证

• CO减排：BX40的CO排放较柴油降低9.3%，BX20则因氧含量优化实现22%减排。
• NO_x
  平衡：尽管所有混合燃料的NO_x
  均高于柴油，但BX20通过控制燃烧温度将排放稳定在163 ppm，显著低于高比例混合燃料（BX40达189 ppm）。

工程应用：从实验到预测模型
研究建立的多元回归模型（R²
=0.902-0.963）成功关联了压缩比、负载与混合比例对性能的影响。例如，BTE=-4.8×Load^0.502
×(1/CR)^-1.19
×(%D)^0.038
，为工业参数优化提供了数学工具。

结论与展望
该研究证实BX20是兼具性能与环保优势的理想替代燃料，其应用可减少对化石燃料的依赖，同时降低温室气体足迹。蜂蜡作为农业副产物的属性，进一步强化了其循环经济价值。未来需解决原料规模化供应与长期发动机兼容性问题，以推动这一绿色技术走向产业化。论文发表于《Next Sustainability》，为生物能源领域提供了创新性解决方案。