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Full Length ArticlePerformance and emissions analysis on using acetone-gasoline fuel blends in spark-ignition engine

Posted on Mai 15, 2021 by admin

In dieser Studie wurden neue gemischte Kraftstoffe durch Zugabe von 3-10 Vol.-% Aceton zu normalem Benzin hergestellt. Nach bestem Wissen des Autors ist dies das erste Mal, dass der Einfluss von Acetonmischungen in einem Benzinmotor untersucht wurde. Die gemischten Kraftstoffe wurden im Hinblick auf ihre Energieeffizienz und Schadstoffemissionen mit einem Einzylinder- und einem Viertakt-Ottomotor getestet. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass das AC3-Gemisch (3 Vol.-% Aceton + 97 Vol.-% Benzin) gegenüber dem reinen Benzin bei Abgastemperatur, Zylinderdruck, Bremsleistung, Drehmoment und volumetrischem Wirkungsgrad einen Vorteil von etwa 0,8 %, 2,3 %, 1,3 %, 0,45 % bzw. 0,9 % aufweist. Mit steigendem Acetongehalt in den Mischungen verbesserte sich die Motorleistung, wobei die beste Leistung in dieser Studie mit der Kraftstoffmischung AC10 erzielt wurde. Insbesondere die Abgastemperatur, der Zylinderinnendruck, die Bremsleistung, das Drehmoment und der volumetrische Wirkungsgrad steigen im Vergleich zu reinem Benzin um etwa 5 %, 10,5 %, 5,2 %, 2,1 % bzw. 3,2 %. Darüber hinaus werden durch die Verwendung von Aceton in Verbindung mit Benzin die Abgasemissionen im Durchschnitt um etwa 43 % bei Kohlenmonoxid, 32 % bei Kohlendioxid und 33 % bei unverbrannten Kohlenwasserstoffen gesenkt. Die verbesserte Motorleistung und die geringeren Schadstoffemissionen werden auf den höheren Sauerstoffgehalt, den leichten Magerungseffekt, die geringere Klopfneigung und die hohen Flammengeschwindigkeiten von Aceton im Vergleich zu reinem Benzin zurückgeführt. Schließlich wird in dieser Arbeit der Mechanismus der Acetonverbrennung in benzinbetriebenen Motoren vorgeschlagen; zwei Hauptwege der Acetonverbrennung werden hervorgehoben; außerdem werden die Mechanismen der Bildung und Oxidation von CO, CO2 und UHC (unverbrannte Kohlenwasserstoffe) anerkannt. Dieser Aceton-Mechanismus wird für das weitere Verständnis der Aceton-Verbrennung in Ottomotoren verwendet.

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