ZS195柴油机燃用二甲醚(DME)-柴油混合燃料的试验研究

二甲醚粘度低，会使高压供油系统产生泄漏及早期磨损。在二甲醚中添加低比例的柴油(简称二元燃料)，其柴油既参与燃烧，又相应提高了混合燃料的粘度。首先对二甲醚添加低比例的柴油进行优化并对柴油机供油量、供油提前角和针阀开启压力进行优化匹配，然后对ZS195柴油机燃用二元燃料进行试验研究。结果表明：在ZS195柴油机上燃用二元燃料，其功率和转矩略优于原柴油机，发动机在全负荷范围内接近无烟排放，NOχ大幅度下降。试验还表明，采用这种二元燃料可使供油系统长期稳定地工作。     

基于GT-POWER的二甲醚柴油机性能研究

利用VB编程算出了二甲醚的物性参数,利用MATLAB算出了GT-POWER中各方程的待定系数,利用GT-POWER建立了柴油机燃用二甲醚的仿真模型。在原机标定转速下,进行了变压缩比、供油提前角对二甲醚发动机性能影响的研究,将仿真数据和实验数据进行了对比。结果表明：二甲醚的物性参数及方程中的待定系数计算正确,ZS1100柴油机燃用二甲醚的最佳压缩比为20,供油提前角对二甲醚发动机性能的影响与柴油相似。     

高比例二甲醚和生物柴油混合燃料在直喷柴油机上试验研究

通过对ZS1110TD型柴油机低压供油系统进行技术改造,使高比例二甲醚和低比例生物柴油混合燃料在ZS1110TD型柴油机上燃用,并对混合比例、供油提前角和供油压力进行优化匹配.试验结果表明:80%二甲醚与20%生物柴油(重量比)混合燃料在该柴油机上燃用与原柴油机相比最大输出功率降低4.8%,最大扭矩增加6.2%,Nox排放部分工况最高可降低60%～70%,HC排放有较大幅度降低,烟度排放接近零,实现了无烟排放,缓解柴油机对石油的依赖和降低尾气排放是十分有益的.     

二甲醚燃气发动机供油系统关键技术分析

研究表明,二甲醚是压燃式发动机的良好代用燃料。介绍二甲醚的理化性质和在柴油机上的主要应用、并针对二甲醚的特殊的理化性质,分析了其对传统柴油机供油系统的影响。在此基础上,对传统柴油机燃用二甲醚时的供油系统的改进技术进行了探讨。     

二甲醚与柴油混合燃料发动机排放性能实验

通过在D6114ZLQB柴油机上进行D30混合燃料与晰柴油的性能对比实验,研究了D30混合燃料对柴油机性能的影响,并通过优化发动机供油系统参数,寻求燃用D30混合燃料的最佳排放。实验结果表明,原机供油系统经优化后燃用D30混合燃料,发动机的动力性与原柴油机相当,燃油经济性有所改善,PM排放大幅度下降,NOx在整个负荷范围内得到有效控制。     

二甲醚发动机动力及排放性能研究

在一台车用单缸直喷柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究,结果表明:二甲醚发动机的动力性及排放性能优于柴油机.基于二甲醚燃烧数值仿真计算平台,建立氮氧化物模型.利用建立的平台计算二甲醚发动机在不同负荷下的动力及排放性能.得出:仿真结果与试验结果相同.研究结果表明:二甲醚发动机的NOx排放比柴油机大幅度降低,二甲醚发动机可以完全消除碳烟排放,二甲醚是一种可以替代柴油的理想清洁燃料.     

直喷柴油机燃用二甲醚的试验研究

在直接喷射式柴油机上进行了燃用二甲醚的试验研究,对柱塞有效行程和柱塞直径、供油提前角、喷油压力、进气涡流比、喷嘴型式等燃烧系统主要参数对发动机功率和热效率的影响进行了研究,在燃料供给系统中增加燃油输送泵,消除了气阻,发动机可以在宽广的转速和负荷范围内稳定运行,发动机热效率比原机高３％ 。在优化燃烧系统参数的基础上对示功图和排放的测量及计算表明：二甲醚发动机最高爆发压力、最大压力升高率和 Ｎ Ｏｘ 排放均低于原机,烟度排放为０。试验结果显示了直喷式柴油机燃用二甲醚在降低排放方面的优越性能。     

二甲醚柴油混合燃料D40燃烧与排放的试验研究

通过在4100QBZL柴油机上进行燃用柴油以及柴油和二甲醚混合燃料——D40的试验,对比了动力输出、排放和缸内燃烧的数据,分析了D40燃料的燃烧特性与排放性能,改变供油系统参数进一步优化了燃用D40的排放性能。结果表明：柴油机供油系统调整后燃用D40燃烧特性好,可获得良好的动力性能,碳烟排放降低明显,NOx在中高转速下显著降低,预混燃烧阶段的温度是影响二甲醚柴油混合燃料NOx排放的主要因素。     

低比例二甲醚—柴油混合燃料互溶性及燃烧特性研究

研究了二甲醚一柴油混合燃料的互溶性,并在直喷式柴油机上进行了低比例二甲醚和高比例柴油混合燃料的试验研究,对原柴油机低压供油系统进行了技术改造,其他参数未做改变。结果表明：不同比例二甲醚与柴油,易于互溶且不易分层,当环境温度达到70℃,高压釜内部压力保持在2MPa,即可保证二甲醚保持液态,与柴油互溶良好。由于混合燃料含氧量增加,燃烧完全,燃油经济性有所改善且提高了原柴油机的动力性。燃用低比例混合燃料NO_X的排放比燃用柴油为高,碳烟排放随着二甲醚添加比例的增加而下降。     

DME直喷式发动机滞燃期的光电检测与数值模拟研究

研制了光纤燃烧传感器,并配合其它检测设备,对ZS195直喷式柴油机燃用二甲醚(DME)的滞燃期进行了光电检测,检测结果与相关文献的数据吻合较好。在试验的基础上,通过DME气相射流喷雾混合模型与CHEMKIN4.0反应动力学计算软件包的耦合联算,对DME直喷式发动机不同运行工况的滞燃期进行了预测分析,其结果与试验数据基本一致。     

代用燃烧DME及其研究进展

由于DMF（二甲基醚）有良好的压燃着火性能以及不需特别的措施就能达到超低排放标准，因而成为柴油发动机一种很有潜力的替代燃料，多年来各国对DME作为柴油的代用燃料作了大量的研究，对DME的喷雾过程，自燃着火过程和燃烧过程等方面有了较为深入的了解，在此基础上发展了专为DME使用的电控喷射系统。     

绿色能源二甲醚发动机的研究开发

论述内燃机行业发展所面临的挑战——能源与环保问题,介绍发动机排污控制技术的现状与发展状况的同时,着重阐述了可使发动机具有超低排放水平、排气烟度几乎能达到零且具有类似汽油机噪声水平的柴油机代用燃料二甲醚(DME)和DME燃料柴油机的研究开发。     

直喷柴油机掺烧低比例二甲醚(DME)和高比例柴油的试验研究

在直喷柴油机上掺烧低比例二甲醚(DME)和高比例柴油二元混合燃料进行试验研究,除低压供油系统进行技术改造外,原柴油机的结构和参数不做任何改变。试验结果表明:掺烧30%二甲醚与70%柴油二元混合燃料,不采取任何尾气处理措施,碳烟排放比原柴油机降低67%,NOx排放与原柴油机相当,燃油消耗率比原柴油机降低19.3%;直喷柴油机掺烧低比例二甲醚和高比例柴油二元混合燃料在降低碳烟和燃油消耗率方面的优越性能。     

Combustion performance and emission reduction characteristics of automotive DME engine system

This article is a condensed overview of a dimethyl ether (DME) fuel application for a compression ignition diesel engine. In this review article, the spray, atomization, combustion and exhaust emissions characteristics from a DME-fueled engine are described, as well as the fundamental fuel properties including the vapor pressure, kinematic viscosity, cetane number, and the bulk modulus. DME fuel exists as gas phase at atmospheric state and it must be pressurized to supply the liquid DME to fuel injection system. In addition, DME-fueled engine needs the modification of fuel supply and injection system because the low viscosity of DME caused the leakage. Different fuel properties such as low density, viscosity and higher vapor pressure compared to diesel fuel induced the shorter spray tip penetration, wider cone angle, and smaller droplet size than diesel fuel. The ignition of DME fuel in combustion chamber starts in advance compared to diesel or biodiesel fueled compression ignition engine due to higher cetane number than diesel and biodiesel fuels. In addition, DME combustion is soot-free since it has no carbon–carbon bonds, and has lower HC and CO emissions than that of diesel combustion. The NO_x emission from DME-fueled combustion can be reduced by the application of EGR (exhaust gas recirculation). This article also describes various technologies to reduce NO_x emission from DME-fueled engines, such as the multiple injection strategy and premixed combustion. Finally, the development trends of DME-fueled vehicle are described with various experimental results and discussion for fuel properties, spray atomization characteristics, combustion performance, and exhaust emissions characteristics of DME fuel.     

二甲醚发动机燃烧特性的试验与数值模拟研究

在一台直喷式压燃发动机上开展了二甲醚燃烧与排放特性的试验与数值模拟研究。测量了二甲醚在高压燃油泵内的泄漏量及其与发动机转速之间的定量关系,并就发动机分别燃用二甲醚和柴油的运转性能进行了对比试验研究,结果表明,发动机燃用二甲醚要比燃用柴油具有更好的性能与排放水平;另从二甲醚低温着火的化学反应机理人手,开展了其自燃着火过程的数值模拟研究,进而建立了计及温度、压力和燃空当量比因素的DME滞燃期数据库;通过将该数据库与发动机循环模拟程序相耦合,对DME发动机的运转性能进行了变参数预测分析,预测结果与试验结果吻合较好。     

直喷式柴油机燃用二甲醚排放特性的研究

对柴油机燃用二甲醚的排放性能进行了研究,并与燃用柴油时的排放水平进行了对比。结果表明：发动机转速和平均有效压力对污染物排放有较大影响;与燃用柴油相比,燃用二甲醚可以大幅度降低ＮＯｘ排放,烟度为０,ＣＯ和未燃ＨＣ排放也有所降低,排放物中甲醛量增加。研究表明二甲醚是柴油机理想的低排放代用燃料。     

废气再循环对二甲醚/天然气双燃料均质压燃燃烧过程和排放特性的影响

在一台单缸直喷式柴油机上研究了冷却废气再循环(EGR)对二甲醚(DME)／天然气(CNG)双燃料均质压燃(HCCI)燃烧过程和排放的影响．结果表明，EGR率加大，着火时刻滞后，放热速率降低，燃烧持续期延长，DME比例加大，着火始点提前，放热率峰值上升，燃烧持续期缩短，EGR率增大，发动机“失火”和爆震燃烧的DME比例增大，但“失火”和爆震燃烧之间的DME比例区间变宽，EGR可以拓宽HCCI发动机的工况范围．对应不同比例的EGR，有一个热效率最佳的DME比例区域．HC排放和CO排放随EGR率的增高而增加，随DME比例的增大而降低．NO。排放在不发生爆震的情况下保持在极低的水平．因此，控制DME比例和EGR率是控制DME／CNG双燃料HCCI发动机燃烧过程、性能和排放的关键。     

二甲醚与重油复合燃料的燃烧与排放特性试验研究

由于具有较高的十六烷值,相对简单的化学结构、无碳烟排放以及易于与运送的特点,二甲醚被公认是最有发展潜力的柴油机代用燃料之一。而重油作为海洋运输中最主要的燃料,燃油品质低劣。在此项研究中,我们通过试验,在一台直燃式柴油机上燃用二甲醚和重油混合燃料,观察并测量排放情况。结果发现:二甲醚和重油复合燃料是一种有效的清洁代用燃料,能有效降低柴油机废弃物CO、HC和烟度的排放。