环保型柴油添加剂对燃油特性、发动机性能及尾气排放的综合评估

《Scientific Reports》：Influence of eco-friendly diesel fuel additives on fuel properties, engine performance and exhaust emissions

　　

摘要

用于交通、航海应用和固定发电系统的柴油容易受到储存相关降解的影响，尤其是在存在生物组分的情况下，这产生了对能够保持燃油质量而不损害发动机运行的环境友好型添加剂的需求。本研究调查了四种环保柴油添加剂——液态有效微生物 EM(F)、陶瓷 EM 载体 EM(C)、银溶液 (SS) 和胶体纳米银 (CNS)——对燃油特性、发动机性能和尾气排放的影响。制备了添加剂浓度为 1%、2% 和 5% v/v 的燃油混合液进行物理化学分析，同时对选定的混合液在 2% 和 5% 浓度下使用 SW 680/1 直喷柴油发动机在 20 和 30 kW 下进行发动机测试。本研究的新颖之处在于通过结合评估点火质量、密度、蒸馏特性、低温行为、腐蚀倾向、油耗、热效率和尾气排放，对环境导向型添加剂作为传统燃油处理剂的潜在替代品进行综合评估。结果表明，这些添加剂并未对符合所评估的 EN 590 燃油质量要求（例如密度、蒸馏、铜腐蚀、十六烷值、冷滤点）产生不利影响，并且仅对密度和挥发性相关特性造成了微小变化。同时，选定的添加剂改善了点火质量，十六烷值从纯柴油的 54.73 增加到陶瓷 EM 混合液的 55.83–55.97，以及低浓度下银溶液混合液的 55.70–55.83。发动机测试表明制动比油耗降低，从 20 kW 时的 421 降至 408 g/kWh，从 30 kW 时的 366 降至 358 g/kWh，同时制动热效率分别从 20.1% 增至 20.7% 和从 23.1% 增至 23.7%。同时，观察到 NO_x、CO 和 CO₂ 排放减少，且发动机输出功率没有恶化。这些发现表明，环保添加剂具有改善柴油发动机能量性能的同时保持短期燃油稳定性和物理化学相容性的潜力，这支持对其在可持续燃油管理中进行进一步调查。