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二甲醚在柴油機上的應用與研究【畢業論文】(編輯修改稿)

2026-07-20 14:48 本頁面

　

【文章內容簡介】就是完成燃料的貯存、濾清和輸送工作，按柴油機各種不同工況的要求，定時、定量、定壓將霧化質量良好的柴油以一定的噴油規律噴入燃燒室，并使其與空氣混合燃燒，最后排出的系統。柴油機燃油系統的要求一般來說，柴油機燃油系統有如下幾點要求 [4]1供油量1．與工況相適應；2．保證循環供油量穩定；3．多缸機各缸供油量均勻；4．隨負荷變化自動調節。 2供油時間1．按照發動機的工作順序在恰當的時刻供油；2．噴油延續時間再最有利范圍內；3．多缸機各缸供油時間基本一致。3供油質量噴入的油束應該與燃燒室配合良好；噴射干脆，避免后滴。4噴油規律噴射過程中，每單位時間或單位噴油泵凸輪軸轉角的噴油量隨時間或噴油泵凸輪軸轉角而變化。要求與混合氣形成燃燒過程中配合良好以便獲得合適的燃燒速率，壓力增加率和最大爆發壓力。二甲醚的理化性質二甲醚的性質 [3]：二甲醚是一種無色、具有輕微醚香味的氣體，具有惰性、無腐蝕性。還具有優良的混溶性，能夠與大多數極性和非極性的有機溶劑混溶。二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多種有機溶劑，加入少量助劑后就可以和水以任意比互溶。其燃燒時火焰略帶亮光。二甲醚在常溫、常壓下為無色、無味無臭氣體，在壓力下為液體，性能與液化石油氣（LPG）相似，不同溫度下的蒸汽壓見下表。不同溫度下二甲醚的氣壓見表1表1 不同溫度下二甲醚的蒸汽壓溫度（ ℃ ） 10 0 10 20 30 40蒸氣壓（ Mpa）二甲醚應用在柴油機上的優缺點對應于柴油機來說，燃料的自燃溫度和低溫流動性（凝點）最為重要。燃料的自燃性用十六烷值衡量，十六烷值高的燃料，其自然溫度低，滯燃期短，有利于發動機的冷啟動，適用于高速柴油機使用。但十六烷值高，燃料在燃燒過程當中容易裂化，造成排氣冒黑煙，燃料消耗量增大。相比于其他的柴油機代用燃料，二甲醚有著自己的優缺點。我們可以通過下面的表2 [6]來分析二甲醚應用在柴油機上的優缺點。4表2 二甲醚同其它燃料的特性比較【3】特性二甲醚柴油丙烷丁烷甲醇分子式 CH2OCH2 C3H8 C4H10 CH2OH分子量 190360 沸點/℃ 180360 42 65蒸汽壓/KPa,20℃ __ 液態密度/ 1 液態粘度/10 4pa﹒s1 0768低熱值/MJ﹒kg 1 爆炸極限%，空氣中著火溫度/℃ 235 250 470 365 450十六烷值 5560 4055 __ __ 5理論空燃比/kg﹒kg 1 汽化潛熱/kJ﹒ kg1,20℃ 410 250 370 358 1110碳含量% 86 氧含量% 0 0 0 50氫含量% 13 14 5 二甲醚應用在柴油機上的優點通過上面的表格，我們可以看出，二甲醚作為柴油機的替代燃料有如下的優點 [11]1．二甲醚分子結構中只有CH 和CO 鍵，沒有CC鍵，此外它是含氧燃料（% ），有利于減少燃燒生成的碳煙和微粒，同時它可以使用更大的廢氣再循環（EGR），降低NO X排放。2．二甲醚的十六烷值比柴油的高，更是遠遠高于其它代用燃料，所以在柴油機上燃用二甲醚不需要助燃措施。另外，高十六烷值還縮短了著火滯燃期，減少了預混合燃燒量，降低了NO X排放，又可以減少內燃機工作的粗暴性，明顯降低噪聲。3．二甲醚汽化潛熱幾乎是柴油的兩倍，由于蒸發降低了缸內混合氣溫度，有利于抑制NO X的形成。4．二甲醚的沸點（24℃）低，噴入氣缸后的霧化速度比柴油快的多。燃燒品質也好的多。5．%，為了達到與柴油機的相當動力水平，必須增大每循環供油量。但是二甲醚在化學當量混合比的熱值卻要比柴油機高5%。因此，只要增大二甲醚循環供油量，在同一臺發動機上使用二甲醚時發出的功率可以超過使用純柴油機時發出的功率，二甲醚發動機的升功率不僅不會比柴油機低，反而會升高。6．二甲醚的來源豐富，可以節約石油資源，在一定程度上具有再生性。57．二甲醚對金屬無腐蝕性，所以對燃料系統的材料沒有特殊要求。二甲醚應用在柴油機上的缺點二甲醚作為柴油機代用燃料有著實際應用的巨大潛力。可是，二甲醚的一些性質對發動機性能有不利影響。它在理化性質生和柴油機的差異，又決定了現有的柴油機設備不得不重新改進以適用燃用二甲醚的需要。二甲醚應用在柴油機上的缺點主要有如下幾點 [5]：，生產成本也較高，所以短期內普及完全以二甲醚為燃料的發動機是不經濟、不現實的。，但是壓力一高，二甲醚就容易產生氣穴，對燃料的穩定噴射就會產生很大影響。%，為了達到原來的動力水平，就必須增加二甲醚的循環供油量。雖然前面我們說過，二甲醚的熱值低并不影響發動機的功率，但問題關鍵在于，使用二甲醚就必須增加燃料的供給量。因此，在柴油機上燃用二甲醚，就必須對攻擊系統進行改造，以滿足功率要求。，容易造成泄漏，并且潤滑能力差，這樣的話就會使柴油機中的精密偶件產生很大磨損。，雖然對金屬沒有腐蝕性，但是當它同燃料噴射系統的塑料或彈性部件接觸時，就會產生一系列問題。，二甲醚的著火極限為3%17%，范圍廣，著火點低，易燃易爆。二甲醚在柴油機上應用的可行性理論分析國內外在柴油機使用二甲醚方面進行了大量的試驗研究工作，主要偏重于系統變動及參數的調整優化；燃燒過程的分析與改進及排放特性的分析研究。這里我僅通過部分結果來分析二甲醚應用在柴油機上的可行性。：二甲醚發動機的排氣基本無煙，功率及扭矩不會像柴油機那樣會受排氣煙度的限制。只要增加每工作循環的供油量，且零部件強度允許，功率及扭矩能比原柴油機高。：%，其成產成本要比燃料級的 DME高，燃料級的DME通常含有一些水及甲醇，國外對使用燃料級DME進行過一些試驗研究。%的DME 及含甲醇及水各 4wt%的燃料級DME的試驗表明，兩種燃料的指示效率基本一樣。在低負荷時，使用燃料級DME的HC及CO的排放比純DME的要高些。兩種燃料的NO X的排放基本一樣，而

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