在CI发动机中,利用藻类甲基作为燃料,优化使用诱导氧化铜纳米颗粒的热屏障涂层
M Prabhahar1, S Prakash2, P Dharsan2
1Department of Mechanical Engineering, Aarupadai Veedu Institute of Technology, Vinayaka Mission's Research Foundation, Deemed to be University, Salem, Tamil Nadu, India. mprabhahar@gmail.com.
Scientific reports
|July 2, 2025
概括
藻油甲基 (AOME) 燃料混合与CuO纳米颗粒和YSZ涂层活塞提高发动机效率并减少烟雾. 然而,涂层活塞的NOx排放量更高,这表明性能上的权衡.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 优化内燃机性能和排放量对于燃油效率和环境影响至关重要.
- 生物柴油混合物和纳米粒子添加剂为更清洁,更高效的替代燃料提供了潜力.
- 发动机组件上的热屏蔽涂层可以影响燃烧特性和性能.
研究的目的:
- 调查藻油甲基 (AOME) 混合物,CuO纳米颗粒度和发动机负载对发动机性能和排放排放的影响.
- 为了评估在各种操作条件下正常和伊特里亚稳定 (YSZ) 涂层活塞的性能.
- 优化燃料配方和发动机参数,以提高制动热效率 (BTE) 和使用响应表面方法 (RSM) 减少排放.
主要方法:
- 响应表面方法 (RSM) 用于优化和分析.
- 实验使用不同的AOME混合物 (10-30%),CuO度 (50-100ppm) 和发动机负载 (10-100公斤) 进行.
- 发动机性能参数 (BTE,BSFC) 和废气排放量 (NOx,CO,HC,烟密度) 测量了正常和YSZ涂层活塞.
主要成果:
- AOME混合物,特别是在60%度下,显著提高了燃烧效率.
- 发现CuO度和发动机负载是影响NOx排放的关键因素.
- 与普通活塞相比,YSZ涂层的活塞显示烟雾密度减少了12.5%,但导致火焰高峰温度和NOx排放增加.
- 在最佳条件下 (60% AOME,75ppm CuO,50kg负载) 的BTE为32%的正常活塞和31.1%的YSZ涂层活塞.
结论:
- 与CuO纳米添加剂和YSZ热屏障涂层相结合的AOME生物柴油混合物显示出提高发动机效率和减少烟雾排放的潜力.
- 发动机负载和CuO度显著影响NOx排放,需要仔细控制.
- 虽然YSZ涂层提高了烟雾减少,但它们导致氧化物排放增加,突出了需要进一步调查的权衡,以获得最佳的发动机校准.
