二甲基醚均质压燃化学动力学简化模型的研究

由于详细的化学动力学模型与多维流动动力学模型耦合的高度复杂性,很难将其应用于模拟实际发动机的工作过程。在详细反应动力学研究基础上,通过对二甲基醚(DME)均质压燃燃烧反应途径和敏感性分析,建立了均质压燃二甲基醚的简化动力学模型。此模型在Curran et al模型基础上构建,包括26种产物和28个基元反应。结果表明,提出的二甲基醚简化动力学模型与详细动力学模型计算结果相当吻合,简化模型在对着火时刻、缸内温度和压力计算结果与详细模型基本一致,简化机理对变初始温度和混合气浓度也有较好的预测能力,可应用于模拟二甲基醚HCCI的燃烧过程。     

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。     

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。     

二甲醚均质压燃发动机燃烧特性的研究

二甲醚均质压燃发动机由一台单缸柴油机改造而成,其压缩比为10．7。二甲醚气体随进气进入气缸,形成均质混合气。通过试验采集分析缸内压力,结果表明二甲醚均质压燃燃烧是一个两阶段放热过程,分别发生在610K和900K左右。第一阶段放热量较少,约占10％,正常情况下第二阶段集中在上止点附近,释放出70％以上的燃料热量。发动机负荷对最大缸压力及其出现位置、压力升高率和放热率曲线形状等都有重要影响,而发动机转速对它们的影响比较小。     

不同类型微火源对复合燃烧作用机制的辨识

缸内喷射少量二甲醚(DME)形成微火源引燃汽油复合燃烧,可以拓展汽油稀释燃烧的界限,进一步提高发动机的经济性.基于三维计算流体动力学(CFD)结合化学反应动力学模拟,分析了不同微引燃燃料缸内分布作用下初始自燃点的产生机制,为集聚型和离散型微火源的类型判定提供辨识依据.结果表明:微火源的形成受到局部温度和DME浓度的共同...     

纯二甲醚内燃机专用喷射器防磨损性能研究

传统柴油机喷射器因二甲醚(DME)黏度太低会造成快速磨损,因而不能用于纯二甲醚内燃机中.介绍一种新型专用防磨损喷射器,利用旁通孔引流使二甲醚燃料不流过锥头杆阀的导向柱面,以避免锥头杆阀偶件受DME冲刷而引起磨损.利用Fluent软件对新型喷射器进行流量仿真,计算出旁通孔与锥头杆阀偶件环状间隙中DME的流量分布.计算结果验证了新型喷射器抵抗磨损的能力并得到一个防磨损的关键指标.     

Investigation on the fuel spray and emission reduction characteristics for dimethyl ether (DME) fueled multi-cylinder diesel engine with common-rail injection system

The aim of this study is to investigate the effects of dimethyl ether (DME) fuel on the engine performance and the exhaust emission reduction characteristics in a DME fueled four-cylinder diesel engine with a common rail injection system, as well as an injection characteristics and a spray behavior. The injection rate meter and the spray visualization system are utilized for the analysis of the injection characteristics and the spray behavior. Also, the modified four-cylinder diesel engine with 1.6 liter engine size is used for the investigation of the engine performance and the exhaust emission reduction characteristics of DME fuel.Based on the experimental investigation, it revealed that the injection quantity of DME fuel was larger than that of the ultra low sulfur diesel (ULSD) due to the high return fuel pressure at the same injection pressure and energizing duration. In this case, the injection quantity of DME fuel is increased by extension of real injection duration due to return fuel pressure.In combustion characteristics, the peak combustion pressure and the ignition delay of DME fuel are higher and faster than those of ULSD, respectively. The NO_x emission of DME fuel shows slightly higher than that of ULSD at the same engine load condition, and the soot emission of DME fuel is nearly zero level. The oxygenated component and volatility of DME resulted in HC and CO emissions that were lower than those of diesel.     

二甲基醚喷雾特性的数值模拟和实验研究

对二甲基醚在定容室内的喷雾特性进行数值模拟分析。研究环境背压、喷孔直径、启喷压力等对二甲基醚喷雾混合特性的影响,比较二甲基醚和柴油的喷雾特性,并将计算结果与实验数据进行对比。结果表明:环境密度、喷孔直径越大,二甲基醚喷雾体发展越不稳定。环境密度增大时,喷雾贯穿距减小、喷雾锥角增大;喷孔直径增大时,喷雾锥角和喷雾贯穿距随之增大;启喷压力越高,喷雾贯穿距和喷雾锥角随之增大。     

二甲醚燃料均质压燃燃烧研究

在一台压缩比为16.5的2135柴油机上实现了纯二甲醚(DME)的均质充量压缩燃烧(HCCI)燃烧方式。试验结果表明,DME的HCCI燃烧模式不但可以实现无烟燃烧,还可以有效控制发动机NOx排放,使其接近于0。在试验负荷范围内,CO排放随负荷增加而降低;HC的排放随负荷变化不大。对DME的HCCI燃烧机理等进行的研究表明,由于纯DME的着火比较早(上止点前28°CA左右),发动机只能在中低负荷较小范围内运行。为了扩展发动机运行工况,控制HCCI着火,通过在DME中添加LPG以降低燃料十六烷值的方法和在进气中加入惰性气体CO2的方法来改进和控制HCCI的燃烧。试验表明以上两种方法都可以有效的控制HCCI燃烧,拓展HCCI发动机运转范围。     

DME均质充量压燃着火过程的数值模拟研究

以新型发动机代用燃料二甲醚(DME)为例，采用最新研究的DME化学动力学反应机理(DME氧化机理包括336个基元反应，涉及78种组分)，利用美国SANDIA国家实验室开发的cHEMKIN-Ⅲ软件，进行了DME均质充量压燃着火过程的数值模拟，并从理论上讨论分析了压缩比、进气温度、进气压力、燃空当量比、发动机转速对燃料着火时刻的影响。研究结果表明：DME的HCCI燃烧过程有明显的两阶段，压缩比、进气温度、进气压力、燃空当量比和发动机转速等参数的改变都会导致DME压燃着火过程的显著变化。