二甲醚在柴油机上的应用于研究【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述轮机工程二甲醚在柴油机上的应用于研究二甲醚（DIMETHYLETHER，缩写为DME），又称甲醚，是结构最简单的醚类。标态下是一种无色、具有轻微醚香的气体。相对密度为0666，沸点25OC。可以溶于水及醇、乙醚、丙酮和氯仿等有机溶剂。此外，从安全的角度看，DME化学性质稳定，对人体无毒性反应、不致畸、不致癌；对金属无腐蚀性，易于安全储存；对大气臭氧层无破坏作用，在对流层中易于降解，长期暴露于空气中，不会形成过氧化物。DME用途广泛，最初作为制冷剂和气雾剂在工业中得到应用。近年来，由于其良好的燃烧性能和低污染排放特性日益受到重视，是目前国内优先发展的产业。未来DME应用的最大潜在

2、市场是作为柴油代用燃料，DME作为燃料，其性能相当于LPG和柴油，某些方面甚至具有优势。二甲醚的十六烷值高于柴油，具有优良的压缩性，非常适合压燃式发动机。一、目前国内外的研究现状国外现状自20世纪90年代开始,世界上各大内燃机公司和研究所开始在柴油机上直接燃用纯二甲醚以及与其它燃料的混合燃料的实验研究,取得令人满意的结果。自1990年起,丹麦的HALDORTOPSOEA/S公司和丹麦科技大学合作,在1台排量为01273L的自然吸气式小型柴油机上第1次将二甲醚作为燃料进行了试验。此后，日本广岛大学、茨木大学对二甲醚的喷雾特性及在柴油机上的燃烧特性也进行了研究,发现与纯柴油相比,二甲醚喷束的喷雾锥

3、角大,贯穿距离短。日本NKK公司在1台由316L柴油机稍加改装后的发动机上燃用二甲醚,实验表明碳烟排量几乎为零,与柴油机相比,NOX排放量约下降了25,发动机在启动、加速、停机时的响应与柴油机一样快。在日本工贸部、交通部的ACE计划的支持下,HINO发动机公司正进行二甲醚汽车发动机的开发工作1997年,有人在1台01638L柴油机上进行燃用二甲醚试验,研究了启喷压力对针阀升程及喷射的影响。1998年,SKAJITANI等采用在二甲醚中掺入CO2的方法降低NOX排放1999年,HOKKAIDO大学的MALAM等采用CO2ALUMINA和SN2ALUMINA催化剂降低二甲醚发动机的NOX排放以及废

4、气中的一些未燃烧成分。2004年,日本产业技术综合研究所AIST将1台自然吸气6缸柴油机改造成二甲醚发动机并进行试验研究国内现状我国对二甲醚作为柴油的替用燃料的研究是从20世纪90年代开始的，其中以西安交通大学，清华大学，天津大学等高校以及一些研究单位的研究成果较多，这些成果包括柴油机应用DME技术，燃烧机理以及排放特性等方面。西安交大等单位已经在在客车上进行用DME作燃料的试验研究了，与柴油机相比，燃用DME后，发动机完全消除了碳烟排放，氮氧化合物排放降低5070，未燃碳氢排放降低30，CO排放降低20，排放指标不仅满足欧洲2和3标准，而且接近欧洲将于2005年实施的排放标准和美国加州超低排

5、放标准。二、研究的目的及意义随着石油资源的日益枯竭和环境污染的日益严重，而汽车对石油的消耗以及汽车的尾气排放又在这当中占了很大的比例。柴油作为一种石油的开发产物，广泛用来当做汽车的燃料。众所周知，石油当中含有硫、氮等成分，而汽车会通过排放尾气将它们的燃烧产物排放出去，从而会对环境形成很大的污染。石油的炼制产品虽然比较清洁，但是现在世界的石油已经渐渐不能满足需求，并且随着石油逐渐的转入深层，含硫量也越来越多，品质越来越差，导致石油的炼制越来越困难。于是人们加快了对清洁能源寻求的步伐，这时，二甲醚作为一种无色、无毒、环境友好的的化合物出现在人们的视野中，成为人们争相开发的对象。然而直到今天，二甲醚

6、在柴油机上的应用研究还只处于初级阶段。但研究表明，研究表明,二甲醚十六烷值高,容易着火,非常适合作柴油机的代用燃料,能够实现柴油机高效、超低排放、柔和无烟燃烧,可以满足欧III排放标准和美国加州超低排放车辆ULEV标准,同时燃烧噪声比原柴油机低15DBA。总的来说，研究DME应用在柴油机上的意义就在于它能大大缓解现今世界的能源紧张和环境污染问题。三、二甲醚应用在柴油机上研究趋势二甲醚虽然无毒，并且对环境没什么污染，作为柴油的替用燃料，它确实具有超低排放特性，对环境的危害小。但是，要想将它应用在柴油机上，还有很多问题需要解决。这些问题主要集中在1、二甲醚在常温常压下是气态，在室温20时，需加压到

7、05MPA以上方能成为液态。二甲醚的蒸汽压力随温度的升高而升高，但是压力一高，二甲醚就容易产生气穴，对燃料的稳定喷射就会产生很大影响。2、二甲醚的低热值只有柴油的668左右，为了达到原柴油机的动力水平，就必须增加二甲醚的循环供油量。虽然在试验中，我们可以通过加大喷油泵中柱塞直径和柱塞的有效行程等措施在增加二甲醚的循环供油量，以达到发动机原有的动力性。虽然二甲醚的热值低，但需要的理论空气量少，其理论混合气的热值相当。所以从热值的角度来看，并不影响发动机的功率。问题的关键在于，使用二甲醚的必须增加燃料的供给量。因此，在柴油机上燃用二甲醚时，应对发动机供给系统进行技术改造，以满足功率要求。3、二甲醚

8、的粘度很低，容易造成较大的泄露，并且润滑能力差，这样的话就会使柴油机中的精密偶件产生很大的磨损。因此必须在二甲醚中加入润滑添加剂去改善其润滑性。4、DME是一种很强的溶剂，等够溶解多种材料。当它与燃料喷射系统的塑料或弹性部件接触时，就会产生一些列问题。5、在环境温度和压力下，二甲醚在空气中的着火极限为317，范围广，其着火点低，因此，在二甲醚的使用过程中，要注意防止二甲醚蒸汽的逸出。综合以上几个问题，未来二甲醚应用在柴油机上的研究主要会集中在解决燃料的供给和储运以及泄露等方面所存在的问题。四、参考文献1崔心存二甲醚在柴油机上的应用与研究（华中科技大学，武汉430074）第27卷（2005）5期

9、2廖水荣华侨大学机电及自动化学院,福建厦门361021第7卷第3期2009年9月3刘国涛柴油机掺烧二甲醚在柴油机上的应用研究（武汉理工大学申请工学硕士学位论文）2003年6月4何文江柴油机燃用二甲醚供给系统的研究西华大学硕士学位毕业论文2008年5月5黄华二甲醚生物柴油混合燃料对柴油机性能与排放影响的试验研究（广西大学硕士学位论文）2007年5月6周昌高比例生物柴油与二甲醚混合燃料在自喷式柴油机上的试验研究（太原理工大学硕士学位论文）2008年5月7王铁、王大书、朱建军、李文、冯星、郭鹏EGR对DME发动机性能和排放的影响第4期总第189期2010年8月8王利军二甲醚在单缸直喷柴油机上实验研究

10、（太原理工大学硕士学位论文）2003年4月9潘小亮柴油机燃用二甲醚的燃烧数值模拟（西华大学硕士学位论文）2006年4月10张俊军、乔信起。王真、管斌、黄震燃用二甲醚柴油机气道气缸喷射复合燃烧（上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室，上海200240）2007年4月11周少任,张煜盛,扬杰,等进气掺混CO2对DME发动机的燃烧与非常规排放物的影响J燃烧科学与技术,2008,14327528012王贺武,周龙保直喷式柴油机燃用二甲醚排放特性的研究J内燃机学报,2000,18161013HOTENG,JAMESCMCCAMDLESSANDJEFFREYBSCHNEYERTHERMOCHEMICA

11、LCHARACTERISTICSOFDIMETHYLETHERANALTERNATIVEFUELFORCOMPRESSIONIGNITIONENGINESCSAE200101015414SCSORENSONNDSVENDERIKMIKKELSENPERFORMANCEANDEMISSIONOFA0273LITERDIRECTINJECTIONDIESELENGINEFUELLEDWITHNEATDIMETHYLETHERCSAE95006415THEOFLEISCH,ETALANEWCLEANDIESELTECHNOLOGYDEMONSTRATIONOFULEVEMISSIONSONNAVISTARDIESELENGINEFUELEDWITHDIMETHYLETHERCSAE950061