柴油机燃油节能助燃添加剂研究进展
时间：2021-02-05 08:01:15 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：在柴油中添加节能助燃剂能提升燃油燃烧效率，降低燃油消耗，减少排放污染。介绍了柴油节能助燃剂的发展、分类及研究现状，对不同类型添加剂的功效和作用机理进行分析，并阐述了其评价方法；同时指出节能助燃剂的今后发展方向，为开展相关研究提出了建议。
关 键 词：柴油机；燃油；节能助燃剂；排放
中图分类号：TK428.9 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）01-0081-04
Research Progress of Diesel Fuel Combustion Improver
CHEN Ran，XIONG Yun，YANG Hao，WU Peng
（Department of Oil Application and Management Engineering，Logistical Engineering University，Chongqing 401331，China）
Abstract： Adding energy-saving combustion improver in diesel oil can upgrade diesel fuel’s combustion efficiency， improve brake specific fuel consumption， and reduce exhaust emission. In this article， the history and classification of diesel oil combustion improver were introduced as well as the current situation in research and application. The effect and action mechanisms of different type additives were analyzed， and the method of its evaluation was also described. Meantime， the future development of the energy-saving combustion improver was predicted； recommendations for the related research were put forward.
Key words： Diesel engine； Fuel oil； Energy-saving combustion improver； Emission
据英国石油公司（BP）最新发布的《2035年全球能源展望》报告指出，从2015至2035年，全球能源需求将增长37%，预计中国将超越欧洲成为世界上最大的能源进口国。随着我国经济的持续发展和人口的增长，对石油资源的需求也日益加速。但当今世界石油资源危机和环境污染日益严重，节能和减排已成为全球性的重要课题。以石油系燃料为能源的内燃机当前正面临着来自于节约能源和满足日益苛刻的排放要求的巨大挑战[1]。
大量研究表明[2-4]：柴油机是日益产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用最好、最节能、有害气体排放量较少的机型。然而，国产柴油的品质较差，柴油发动机普遍存在着耗油量大、燃烧效率低和排放黑烟等问题。为提高燃油品质及其燃烧性能，达到节能减排的最终目的，除了依靠提高燃油加工工艺和技术水平外，在燃油中添加节能助燃剂可以起到催化助燃作用，加快燃烧速度，使燃油燃烧能尽量完全释放，提高燃油利用率，从而降低油耗，减少污染物排放。使用节能助燃剂不用改变发动机结构或增加其他设备装置，因此被认为是一种降低排放和提高经济性的最佳方法[5]。
1 国内外节能助燃剂的发展过程
节能助燃剂的研究与应用始于上世纪50年代，1949年，Bartholome和Sachsse首次作了关于使用火焰添加剂以减少碳烟生成的报告，节能助燃剂的研究广泛开展起来，此时的助燃剂成分大多是无机金属盐。到70年代，全球性能源危机与环境污染问题的出现，各国相继出台限制尾气排放的法规，国外对节能助燃剂进行了大量深入的研究，并开发了大量产品，如US 5087267、JP 90 738895等报道的多项专利技术[6-8]；另外还有EP0632123A1、WO95/25153、US4234435等公开减少尾气排放的助燃剂专利，此时节能助燃剂的研究重点以油溶性有机金属盐为主。2000年后，无灰型有机化合物逐步引起人们重视，纳米技术的发展及纳米材料制备技术的成熟，节能助燃剂研究有了新的突破和发展。
我国燃油节能助燃剂的研制与应用虽然起步较晚，但也取得了一定的进展。国内也有一些节能助燃添加剂专利出现，如97101718.2、98100110.6、97103811.2等专利，有些产品已应用于实际生产中，但国内很多节能助燃剂性能单一、实际节油率较低，并且很多采用了金属组分，很容易造成二次污染，对发动机的耐久性也有严重影响。随着我国机动车数量的猛增和燃油质量的升级换代，对节能助燃添加剂的质量和效能将提出更高的要求。
2 节能助燃剂的分类及研究现状
在众多的国内外专利文献中，根据节能助燃剂燃烧后的产物的不同，可分为两类：含金属的有灰型节能助燃剂和含纯有机化合物的无灰型节能助燃剂。近几年随着复合技术和纳米技术的发展，节能助燃添加剂出现了新的结构和类型—复合型节能助燃剂和纳米节能助燃剂。
2.1 有灰型节能助燃剂
有灰型节能助燃剂，按其金属特性，可分为以下几类[9]：（1）碱金属化合物，如KNO3、NaNO3；（2）碱土金属化合物，如Ca、Mg、Ba的羧酸盐；（3）过渡金属化合物，如苦味酸铁、MMT、环烷酸锌；（4）稀土化合物，如Ce、La的脂肪酸盐，乙酰丙酮盐；（5）贵金属化合物，如Pt、Pd、Rh金属配合物等。
