大麻生物柴油压缩比对直喷柴油机性能、燃烧及排放影响的综合评估

本文聚焦工业级粗大麻油经双酯交换法制备的大麻生物柴油(HB)，通过调整压缩比(C.R 16:1-19:1)系统评估其与石化柴油混合燃料(HB10-HB50)在直喷柴油机中的表现。研究发现HB30在C.R 19:1时制动热效率(BTE)达29.47%，接近柴油(30.51%)，且显著降低CO、UBHC和烟雾排放（NOx除外），为生物柴油优化应用提供关键参数指导。

　　

Highlight

大麻生物柴油(HB)与纯柴油按10%-50%体积比混合，在单缸直喷可变压缩比(VCR)发动机中测试，压缩比(C.R)设定为16:1、17.5:1和19:1。关键发现如下，揭示了HB最佳混合比例与压缩比的黄金组合：

结论

• HB30在C.R 19:1时表现出最低的制动比油耗(BSFC 0.2859 kg/kWh)，接近纯柴油(0.2633 kg/kWh)。该混合比还展现出最优的制动热效率(BTE)和最短燃烧周期。

• 所有HB混合燃料均显著降低一氧化碳(CO)、未燃碳氢化合物(UBHC)和颗粒物排放，但氮氧化物(NOx)略有上升。

• 提高压缩比至19:1可改善HB燃烧特性，使热释放率(HRR)仅次于纯柴油，同时缩短燃烧持续时间。

未来展望与局限

• 后续研究将采用机器学习技术精准预测生物柴油产率，并应用于发动机性能建模。

• 需开展全生命周期分析，评估从原料种植到燃料使用的生态足迹。

• 当前结论仅适用于特定参数(1500转/分，210 bar喷射压力)下的直喷柴油机。

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响本研究结果的财务或个人利益关联。

（注：翻译严格遵循原文技术细节，如C.R、BTE等术语保留英文缩写，使用₂、²规范表达化学式，并采用生动表述如"黄金组合""生态足迹"增强可读性。）