二甲醚发动机低压共轨燃料系统关键部件研究

针对二甲醚（DME）应用于柴油机易造成燃料供给系统严重磨损与泄漏的现状,基于二甲醚低压共轨燃料系统,对系统中的加压泵及喷油器等关键部件重新设计;介绍了DME新型加压装置——直列隔膜式燃料泵及DME新型喷射装置——独立润滑喷油器的结构及工作原理,并进行了相应的试验研究。进一步完善了二甲醚低压共轨燃料系统．为二甲醚发动机的深入研究奠定了基础。     

二甲醚燃料喷射过程的试验研究

系统研究了二甲醚 (DME)燃料的喷射过程 ,测试了不同工况下的油管泵端压力及嘴端压力、喷油器针阀升程和油管中燃料的音速。试验结果表明 :在供油提前角、转速和负荷相同的情况下 ,燃用二甲醚时油管泵端和嘴端压力的上升和下降速度、压力峰值都比燃用柴油时低 ;油管中 DME的音速远低于柴油 ;随着负荷的下降 ,DME的音速下降 ,且下降的速率远比柴油的大。与柴油相比 ,二甲醚的喷射延迟期和喷射持续期长 ,喷射始点的循环变动较大。     

多缸二甲醚发动机电控单元软件的研究

介绍了一种适合二甲醚DME代用燃料的电控PRVI（泵-轨-阀-嘴）喷射系统,并根据二甲醚的性质特点研究开发了系统电控单元的管理模块、控制模块和计算机监控系统。通过在油泵试验台上的燃油喷射试验,验证了控制软件的实时性和精确性。     

二甲醚制冷性能分析及其lgP-h图

文章将二甲醚作为制冷剂与R22、R134a、R600a在热力性质、安全性、对环境的影响和制冷循环性能等方面进行了对比分析，发现虽然DME可燃，但只要安全措施得当并减小泄漏的可能性，相对R600a更为安全，因此DME作为制冷剂具有环保、高效、无毒和与材料兼容的特点。文章还根据DME的物性方程及状态方程进行了热力学分析，绘制出DME的lgP-h图。     

BQ型柱塞油泵内二甲醚柴油混合燃料的气阻仿真

为研究二甲醚/柴油混合燃料在燃料供给系统内气阻的产生机理和影响因素,依据BQ型柱塞油泵建模,运用Fluent软件分析油泵凸轮不同转速下,以及进油阶段不同泵内初始压力和不同进油压力条件下油泵内的流体分布情况。分析表明:混合燃料中DME含量越高,气阻现象越明显;改变凸轮型线,增加柱塞在密闭泵腔阶段下行的速度,有利于减少泵内液态DME的气化,降低进油开始时泵内的初始压力,进油时泵内初始压力越低,进油压力越高,越有利于泵内气态DME的重新液化,避免进油受阻现象的发生。     

二甲醚发动机燃油喷射过程的数值模拟及其试验研究

针对采用普通油泵—油管—油嘴燃油系统的二甲醚发动机,建立了燃油喷射过程的数学模型,通过对不同工况下燃用DME和柴油的燃油喷射过程的数值模拟与计算结果的试验验证,揭示了二甲醚发动机燃油喷射过程的物理本质及其特性参数的变化规律。研究表明,由于DME具有较高的可压缩性,致使其泵端与嘴端压力上升及下降都较柴油缓慢,压力上升始点延迟,实际喷油始点滞后,嘴端油管压力峰值较低,高压油管中的残余压力较高,较易出现二次喷射现象。     

二甲醚掺混工艺研究

阐述了二甲醚(DME)掺混的必要性及设计原理,论述了对整个工艺安全至关重要的安全阀的选型计算和烃泵气蚀余量计算,剖析了易燃易爆液化石油气管道系统布置原理及管材选择原则,同时对输送系统也进行了简要论述.     

近期日本二甲醚应用技术进展

日本是最早开展二甲醚（DME）应用技术研究和相关政策制订的国家之一。早在2001年就提出发展DME汽车的战略计划,并制定了四个阶段的实施步骤。在2007年日本修订的能源计划中,更增添了加快DME汽车的应用研究、扩大DME在工业和民用液化石油气（LPG）中掺烧的应用,从而加快了低成本的DME的生产装置、物流基础设施等一揽子开发进程。到目前为止,在DME与LPG混合燃料、DME作柴油卡车替代燃料、DME重整制氢用于燃料电池,以及DME作脱水剂和化学原料的开发应用等方面,日本都走在了世界的前列。中国已成为全球最大的DME生产国,2008年,国内二甲醚的产能和产量分别达到580×10^4t/a和185×10^4t,其产能已占到世界DME总产能的90%以上,但国内二甲醚的应用技术研究工作相对滞后。国内90%以上的二甲醚的应用领域仍集中在与液化石油气掺混方面,在替代柴油卡车的燃料方面的研究工作仍处于起步阶段。日本的做法及经验值得参考。     

生物质气一步法合成二甲醚化学平衡分析

对生物质基合成气合成二甲醚反应体系进行热力学参数计算.选取CO、CO2加氢合成甲醇及甲醇脱水生成二甲醚为独立反应,CO、CO2、二甲醚为关键组分,提出了合成气合成二甲醚的计算模型.讨论了温度、压力对生物质气合成二甲醚化学平衡的影响.结果表明:CO平衡转化率、DME平衡收率随温度的升高而下降;随压力升高,CO平衡转化率、DME平衡收率增加.     

废气再循环对二甲醚/甲醇均质压燃燃烧过程影响的试验研究

在单缸柴油机上进行了冷却废气再循环(EGR)对二甲醚(DME)/甲醇均质压燃(HCCI)燃烧过程影响的试验研究。结果表明,EGR对拓宽二甲醚/甲醇HCCI发动机的最大负荷作用不大;随着EGR率增大,主燃烧开始时刻和放热峰值明显后移,主燃烧持续期延长,放热峰值降低。EGR率为25%时的最大爆发压力比没有EGR时降低了近1.3 MPa,最大爆发压力出现的位置推迟了7°CA;EGR率增大,二甲醚/甲醇HCCI发动机的指示热效率升高。对应给定的EGR率,存在一个热效率较高的DME比例区间;HC和CO排放随EGR率的增大而增加,随DME比例的增加而降低,NOx排放接近于零。控制EGR率和DME比例是控制二甲醚/甲醇HCCI发动机燃烧过程、性能和排放的关键。     

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。     

Effect of pressure for direct fuel cells using DME-based fuels

The performance of direct fuel cells using dimethyl ether(DME)-based fuels is presented at a relatively low temperature of 80 °C. DME is supplied to the fuel cells either by gas phase or aqueous phase for the operation of direct fuel cells. In order to keep DME in liquid phase during operation, fuel cells were operated at higher pressure up to 5 bar. For further increase of the power density from direct DME fuel cells, DME was mixed with methanol solution and fed into the fuel cells by the vapor pressure of DME itself without a liquid pump. In this study, we have obtained the highest power density of 210 mW cm⁻² at a temperature of 80 °C when the fuel cell is operated with the mixed fuel with 2 M methanol solution under 4 bar.     

高比例二甲醚与柴油混合燃料对高压油泵柱塞偶件磨损的试验研究

二甲醚在传统柴油机应用存在着一个制约实用化的问题——二甲醚黏度极低导致柱塞偶件早期磨损及泄漏。把二甲醚与柴油按质量比7∶3混合(简称D70燃料),在高压油泵模拟试验台上对高压油泵柱塞偶件进行磨损测试试验,并与柴油的柱塞偶件磨损试验结果进行对比分析。结果表明,高比例二甲醚与柴油混合燃料相对于纯二甲醚可有效地改善高压油泵柱塞偶件早期磨损及泄漏。     

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。     

基于PRVI的二甲醚电控单元在油泵试验台上的试验研究

本文介绍所开发的基于PRVI燃料喷射系统的四缸二甲醚发动机电子控制系统。为了验证整个系统实际运行的可行性，以柴油作为燃料，模拟二甲醚的工作。在油泵实验台上进行了机液装置、控制系统的联合调试、喷油量均匀性及喷射特性的研究。为了验证电控单元实际工作的正确性，对电控单元在油泵试验台上进行了实际控制过程的试验。