二甲醚燃料供给系统研究现状及发展趋势

摘要：介绍了国内外二甲醚发动机燃料供给系统研究概况,包括油泵一油管一油嘴系统和共轨式燃料供给系统。二甲醚粘度低导致燃油供给系统磨损和泄漏是二甲醚发动机实用化面临的主要问题。针对可控预混合燃烧二甲醚发动机开发的一种用隔膜泵、磨损自补偿喷油器或者独立润滑喷油器构成的燃料喷射系统,有望从本质上解决上述问题,成为未来的一个发展方向。     

二甲醚发动机用直列隔膜式燃料泵的开发

以二甲醚发动机低压共轨燃油系统为对象,针对二甲醚燃料易造成柱塞式喷油泵柱塞偶件磨损和泄漏的问题,设计开发出一种二甲醚发动机用直列隔膜式燃料泵,阐述了其结构设计方案和工作原理,分析了关键部件。该泵采用发动机直接驱动和柱塞往复运动挤压隔膜的工作方案,具有结构简单特点,仿真分析表明,流量及压力脉动小,能满足车用小型化的要求,为深入开展二甲醚发动机低压共轨燃油系统的研究提供了设备基础。     

二甲醚作为柴油机燃料的研究

经日、美及欧洲一些国家研究发现，用二甲西边替代柴油，可使柴油机具有良好的性能和超低的排放水平。从环保的角度来看，二甲西边是柴油机的理想代用燃料。本文对比分析了二甲醚与其他代用燃料的理化参数，介绍了国内外对二甲醚燃料研究的现状，提出了在发动机上应用二甲醚的主要研究方向。     

二甲醚／柴油混合燃料在压燃式发动机上的应用

为探索二甲醚/柴油混合燃料作为柴油机替代燃料的应用性能,对D20二甲醚/柴油混合燃料的喷雾特性进行了试验研究;同时,开展了直喷式柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料动力性能、经济性能及排放性能研究。结果表明:在同样的环境背压下,D20混合燃料的油束与柴油相比较,贯穿度有所缩短,喷雾锥角有所增大;柴油机燃用二甲醚/柴油混合燃料时,通过适当调整循环油量,发动机的动力性可以超过原柴油机,最低当量比油耗下降4.5%,烟度指标下降70%以上,NOx排放降低30%~50%;二甲醚/柴油混合燃料是一种能实现高比功率、低排放的石油替代燃料。     

二甲醚-柴油混合燃料在柴油轿车上的应用研究

采用电控单点二甲醚进气管气态喷射系统,在捷达SDI柴油机上进行了二甲醚-柴油混合燃烧的试验研究.在发动机工作范围内对二甲醚-柴油的混合燃烧比率进行了优化,确定了二甲醚-柴油混合燃烧掺烧比脉谱.在轮毂试验台上对改装后的二甲醚-柴油混合燃料轿车进行了试验,并对试验结果进行了分析.     

二甲醚汽车的研究现状及发展前景

二甲醚（DME）具有良好的燃烧性能,可以替代柴油用作清洁的汽车燃料。二甲醚汽车凭借其超低排放的优势,将得到更广泛的应用。文章介绍了二甲醚的物理化学性质、来源以及二甲醚在汽车发动机上的应用。同时指出二甲醚的蒸发压力过高、热值较低、粘度过低等一系列问题以及改进方法和发展方向。指出二甲醚作为替代燃料应用于汽车领域具有很大的优势,应该得到国家相关部门的技术及资金支持。     

二甲醚发动机的燃烧与排放研究

在一台2135直喷柴油机上，对燃油供给系统进行了适当的改造，测试了燃用二甲醚发动机的燃料喷射时刻、气缸压力和有害排放，计算分析了放热规律及滞燃期变化规律。研究结果表明，在供油提前角相同的情况下，二甲醚的喷射延迟比柴油长而滞燃期比柴油短，着火时刻落后于柴油；二甲醚的最大放热速率小，而燃烧持续期短；二甲醚发动机接近无烟排放，N0x排放浓度显著低于柴油机。     

二甲醚城市公交客车的能量消耗仿真

建立整车测试循环仿真程序,对二甲醚城市公交客车在3个不同的整车测试循环上的发动机工况分布(包括转速和转矩)进行分析,再结合由二甲醚发动机台架试验测得的燃料消耗万有特性得到二甲醚城市公交客车的能量消耗,并与相应的柴油车进行对比。结果表明,对于所考虑的的3种城市交通模式,二甲醚公交客车的单位里程能量消耗较柴油车均有所改善,最高可降低2.4%。     

柴油掺混二甲醚喷雾粒子尺寸分布特性试验研究

为确定二甲醚掺入柴油后对燃料雾化性能的改善效果,利用阴影成像与数字图像处理技术,对不同掺混比、喷射压力以及喷孔直径等条件下的二甲醚-柴油混合燃料喷雾粒子尺寸分布特性进行了对比试验研究.结果发现:由于柴油中二甲醚的闪急沸腾作用,随着二甲醚掺混比的增加,混合燃料粒子尺寸分布曲线整体向小颗粒方向偏移,较大粒子数目较柴油明显减少,有助于降低发动机炭烟排放;喷孔直径、喷射压力等喷射参数对混合燃料雾化粒子分布有较大影响,减小喷孔直径使燃油粒子更加细化,降低喷射压力则使混合燃料雾化效果有变差的趋势.     

EGR对DME发动机性能和排放的影响

开展了4100QBZL增压中冷发动机燃用D40二甲醚—柴油混合燃料时采用EGR技术对发动机动力性、经济性、燃烧和排放性能影响的试验研究。试验结果表明:EGR技术可以有效降低D40混合燃料发动机的NOx排放,EGR率越高,NOx排放改善越明显,但会不同程度恶化烟度、HC,CO等排放。     

柴油机燃用醇醚-柴油混合燃料的燃烧特性与排放的试验研究

在增压中冷4100柴油机上进行了D40(含40%质量分数二甲醚的二甲醚柴油混合燃料)、M15(含15%体积分数甲醇的甲醇柴油混合燃料)和柴油3种燃料燃烧特性与污染物排放的试验研究。结果表明,D40发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均低于柴油机,燃烧持续期与柴油机相当;M15发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均高于柴油机,燃烧持续期较短;D40发动机的NOx排放和烟度均明显低于柴油机,可较好地解决NOx和碳烟排放之间此消彼长的问题;M15发动机可以降低碳烟排放,但NOx的排放明显上升。两种混合燃料发动机的HC排放在全转速范围均高于柴油机,而CO排放在低转速时低于柴油机,高转速时高于柴油机。     

二甲醚/甲醇混合燃料燃烧数值模拟研究

均质充量压缩着火燃烧(HCCI)技术的提出为内燃机的发展开辟了一种更为节能高效、绿色环保的新模式,着火性能差异较大的两种燃料掺混是实现均质混合压燃着火控制的有效方法。文章利用CHEMKIN化学反应动力学模拟软件对二甲醚(DME)/甲醇混合燃料均质混合压燃燃烧过程进行了数值模拟研究,重点分析了燃料掺混比、过量空气系数、发动机转速以及进气温度对HCCI发动机燃烧特性的影响规律。     

二甲醚发动机NOx超低排放的优化设计

二甲醚是一种可再生能源,同时相比柴油有着较好的动力性能和优良的排放性能;SCR技术是中重型柴油机达到国III以上排放标准的首选技术,在国内外得到广泛的关注和应用。近几年,国内外成功开发出二甲醚为燃料的发动机和车辆,排放达到国III标准。相比二甲醚发动机无烟、低HC排放的优良特性,其NOx排放仅满足了国III的标准。为了使二甲醚发动机各方面的排放性能相匹配,文中通过采用SCR技术,并结合先进的电控技术,大幅度降低NOx排放,使其整体排放性能达到国V甚至更高的标准,对未来5~10年进一步降低汽车尾气NOx排放的研究有着重要的指导意义。     

柴油机燃用乙二醇二甲醚—柴油混合燃料的排放试验研究

将乙二醇二甲醚作为一种含氧燃料,与柴油混合配制出不同比例的混合燃料,在1台单缸直喷式柴油机上进行排放对比试验,研究了在柴油中添加乙二醇二甲醚降低柴油机排放的机理,并分析了排放随发动机负荷变化的规律。研究结果表明,在柴油中添加体积分数为10%~20%的乙二醇二甲醚,可使柴油机热效率明显提高,燃烧持续期缩短,在中高负荷条件下,炭烟和CO排放大幅度降低,NOx排放稍有下降,HC排放基本不变。     

二甲醚

二甲醚（DME）燃料开始引起卡车制造企业的重视。沃尔沃卡车公司和日产公司都在开发使用柴油代用燃料的重型卡车发动机。 采用DME做代用燃料的最大的理由是它具有最高的能量效率，并且二氧化碳和微粒的排放最低。     

论非石油燃料车用发动机的前景

随着石油的不断短缺及排放标准的提高，代用燃料发动机越来越受到重视。论述了天然气、液化石油气、甲醇、乙醇及二甲醚等代用燃料的优缺点，天然气发动机虽然容易组织完全的燃烧，且CO排放少，但总体来说此发动机缺乏机动性，只适用于局部地区和局部行业。甲醇和乙醇燃料从我国能源多元化和能源安全角度出发，有重大的战略意义，醇类燃料用于汽车没有很大的困难，决策取决于系统分析，甲醚作为压燃式内燃机的燃料有很大的优越性，但要下结论为时尚早。     

中国城市发展二甲醚燃料汽车探析

随着中国汽车保有量的增加,汽车排放污染问题日益严重.文中借鉴国际上近年来具有一定发展前景的二甲醚燃料汽车技术,根据二甲醚燃料汽车的特性,通过建立评价模型分析了中国城市发展二甲醚燃料汽车的可行性,并提出了中国城市发展二甲醚燃料汽车的相应对策.     

代用燃料二甲醚的研究现状与前景

从环保与节能的角度分析了柴油机采用新型清洁燃料的重要性,介绍了二甲醚(DME)和其他代用燃料的物理化学特性。总结了近年来对DME氧化和燃烧的化学动力学研究情况,论述了柴油机燃用DME实现无烟化、超低排放的机理。最后分析了柴油机采用DME作为代用燃料时燃油系统的选择和匹配所需要解决的关键性技术问题,讨论了DME发动机进一步研究和发展方向。     

生物二甲醚(DME)动力FH卡车

从技术的角度来看,卡车用二甲醚(C2H6O)或者柴油作燃料没有大的差异.此次试车的是常规的13L沃尔沃FH系列卡车,并对其喷射器和发动机管理系统进行了改装.二者主要的区别在于燃油系统以及燃料箱.由于二甲醚在常温下是气态,所以要加压,使其可以以液态形式存储在卡车的油箱里.     

二甲醚发动机发展现状与展望

开发替代燃料是解决我国油气短缺的重要手段。二甲醚(DME)以其优异的特性被普遍视为多用途、多来源的清洁替代燃料。它不仅可以实现无烟燃烧,超低排放,而且价格便宜,原料充足。文中介绍了二甲醚的特性,国内外对二甲醚代用燃料开展研究的状况、开发和应用前景。