二甲醚发动机性能及开发难点分析

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1、二甲瞇发动机性能及开发难点分析一、刖舌随着世界能源危机和坏保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。发展新的清洁能源，尤其是符合我国能源资源特点的汽车代用燃料C迫在启睦。二甲醍是一种可再生淸洁能源，作为车用替代燃料，其十六烷值(55-60)高于柴汕(40-55),具有■优良的压燃性，非常适合压燃式发动机，是柴油发动机理想的替代燃料。而且，二卬瞇由于其特殊物化特性，能够实现高效低污染燃烧，并能改善我国的能源结构，近年来日益受到人们的重视。二、二甲魅燃料的物化特性二甲储(DimethylEther,简称DME),是一种最简单的瞇类化

2、合物，又称木储、甲瞇、氧二甲，分子式为CH3OCH3,分子量46.069,在常温常压下为气体，在一定压力下，可溶于水及坯类物质，通常将二甲醯加压到1.5~3MPa以液态形式进行储存。液体二甲醯看似水,无色、儿乎无臭、无毒、不致癌、不致变、腐蚀性小、对环境无污染。二甲醯因其特有的分子结构和理化性质，用途十分广泛，目前主要用途是作气雾剂的抛射剂。它的基本物理化学性质与液化石油气很相似，可应用于现己比较成熟的石油液化气储藏和供应销售方式。由于二甲瞇是无色、无毒、环境友好的化合物，且具有良好的燃料性能，可以替代柴油用作清洁的汽车燃料，能

3、使发动机在不采収任何后处理措施时能够达到欧川排放标准。二甲瞇能获得如此优异的性能，是与其物理化学性质分不开的。表1比较了二甲储与柴油及其它代用燃料的主要物化特性。表1二甲瞇与柴油及其它代用燃料物化特性的比较♦特性卩一甲醸卩柴油aLPGeCNG~甲醇卩乙醇卩分子式"CH3-O-CH3^C玛cwCH4CH3-OH^曲-0分子量Q46.07p190〜22244p32.045%沸点广C"・24.9「180〜363-42p・16卩65心78.5^蒸汽压/MPg0.51厂0.84p0.21^0.32」0.329液态密度g4m"668q840

4、^590q一Q790。813液态粘度/X104Pa•M0.13p0.1Op—2—卩1公低热值/KJ•册邛27600^42500^46500^46500^19500326770卩爆炸极限％，径气中“3.4〜170.6〜6.5卩0.6-6.5^2一4〜935方~26〜43〜1矢着火温度ro235门250^482650q450p420^十六烷值p55~6240~5知—卩5p8p理论空燃比/kg•kg*1*39.0p14@15."1726,汽化潜热/KJ•kg"410-250^_p一Q1110-942碳含量52.2卩矽81.8p7583

5、7知52公氧含量/%卩342Op35334.8卩氢含量/%心13门14q18.225d12.5「13心三、二甲醯作为柴油机代用燃料的主要特点从二甲瞇的物化特性可以得出，二甲醍能作为柴油机代川燃料主要是具令以下特点：（一）二甲聪的化学分子式为CH3OCH3,分子式中没有C-C键，II含氧高达34.8%o无C-C键的分子结构减少了微粒形成的可能性；分子中含氧高，一方而对实现无烟燃烧有利，另一方而，较高的禽氧量有利于燃烧，需要的空气量小于燃用柴油时所需要的数值。（二）二卬嘔的十六烷值高于柴油和其他代用燃料，口燃温度低，滞燃期也短，因此

6、二卬储看火能力强，容易启动。由丁其热值比较低，最高燃烧温度和压力升高率都有所降低,既可抑制NOx的牛成，又可减少内燃机工作的粗暴性，明显降低柴油机的噪声。（三）二甲毬的汽化潜热为410kJ/kg,柴油为250kJ/kgo对于相同亜量的二甲陋和柴油，二甲醯的汽化潜热为柴汕的1.64倍，如果按照相同的放热量来计算，二甲醸的汽化潜热为柴汕的2.53倍。它可大大降低柴汕机最高燃烧温度，从而抑制NOx的生成。（四）二甲瞇的沸点温度低（-24.90C）,在常温常压下为气态，使得二甲嚨在喷射后即能汽化，其油束的雾化特性将明显优于柴油，能够在燃

7、烧室涡流较小的情况下快速形成良好的混合气，从而缩短点火延迟，使柴汕机具有良好的冷起动性能，同时也对在低喷射压力F就能满足燃烧的要求。（五）虽然二甲醯的低热值比柴油低，只有柴油机的64.7%,但其燃烧时所需的理论空气量少，其理论混合气的热值相当。因而，从热值上讲，使川二甲醍并不影响发动机的功率。问题的关键在于，使用二甲醸吋必须增加燃料的供给量。（六）二甲醸来源丰富，可以节约石汕资源，在一定程度上二甲醯具有可再生性。图1比较了二叩储・其它燃料单位行驶里程相对燃料容积比。从图中可以看出，虽然二卬储与柴油相比行使相同里程，其体积约为柴油

8、的1.7倍，但与其他燃料比起來在燃料体积上还是占有优势，其至比使用汽油的燃料体积还小，和对CNG比较低的能最密度，二甲醸作为汽车燃料更为合适。图1二叩朋与其它燃料单位行驶里程相对燃料容积比二甲储由丁•其优良的压燃着火性能，特别适合用于热效率较高的压燃式内燃机，且