当前课程知识点：汽车发动机原理 > 第十章：新燃烧模式与替代燃料发动机 > 10.8 二甲醚发动机 > Video
同学们好
这节课我们学习二甲醚发动机
二甲醚的主要特征
二甲醚简称DME 是一种无色气体
具有轻微的醚香味
室温下蒸气压约为5bar
常压下制冷到-25℃
或在常温下加压到
5~6 bar可被液化
DME液化气的物理性能
与液化石油气LPG性能相似
DME的饱和蒸气压
低于液化石油气
存储运输比液化石油气更安全
液化石油气的存储和运输基础设施
完全可以用于DME
DME具有惰性
无腐蚀性
无致癌性
几乎无毒
DME在空气中长期暴露
不会形成过氧化物
DME与柴油和LPG的
主要理化指标对比见表所示
从表中可以看出
DME含氧量达35%
热值较低
与乙醇相当
是LPG的61%
是柴油的67%
常见替代燃料如天然气
甲醇 乙醇等的十六烷值
都小于10
只适合于点燃方式
而二甲醚DME的十六烷值大于55
具有优良的自燃性
适合压燃方式
此外
由于DME无C—C健
只有C—O健和C—H健
且燃料中含有较大比例的氧
燃烧后生成的不完全燃烧产物
和碳烟颗粒物就会少
发动机能采用较高的EGR率
因此
DME是一种优良的柴油机替代燃料
二甲醚发动机的研究
始于20世纪90年代
丹麦拓普索公司
与丹麦技术大学将二甲醚作为燃料
在一台排量为0.273升的
自然吸气式小柴油机上
进行了试验研究
从此
世界各国纷纷开始了
二甲醚发动机的相关研究
国内西安交大
和上海交大在DME发动机上
开展了较为深入的研究工作
并进行了整车示范运行
二甲醚的喷雾特性
DME喷雾速度的分布比柴油喷雾均匀
其喷雾平均径向速度高于柴油喷雾
这大大改善了DME雾化
和油气混合质量
图所示为DME和柴油喷雾
宏观形态对比
可以看出
DME的喷雾截面呈抛物形形状
而柴油截面接近锥形形状
DME的雾化一般发生在喷嘴出口处
而且有较大的喷射锥角
几乎是柴油喷雾锥角的2倍
而柴油喷射主要集中在
轴线的核心区域
在相同的喷射压力下
DME的喷雾贯穿距只有柴油的1/3
二甲醚的燃烧与排放特性
图所示给出了
一台直喷式柴油机燃用DME
和柴油的碳烟和NOx排放特性对比
可以看出
燃用柴油时
碳烟排放随负荷快速上升
而燃用DME时
在各种负荷工况下都
能实现无烟燃烧
喷油时刻较早时
上止点前17°喷油
DME的NOx排放高于柴油
通过推迟喷油
上止点前5°喷油
可使NOx排放略低于柴油
而碳烟排放仍保持在近零水平
同时
DME的THC和CO排放也有明显降低
这幅图给出了早喷和晚喷条件下
DME和柴油的瞬态放热率对比
可以看出
DME的滞燃期明显短于柴油
初期放热速率
即预混合燃烧阶段放热速率
以及放热峰值明显低于柴油
DME扩散燃烧所占比例增加
但整个燃烧期
并没有比柴油燃烧长
DME可以与柴油以任意比例混合
用作柴油机的燃料
既有降低碳烟的效果
又可以解决单纯使用
DME时喷油系统异常磨损
以及能量密度低的问题
DME也可以与LPG混合使用
使得一般作为汽油替代燃料的LPG
也可以为柴油替代燃料
由于DME存在燃料热值低
密度小 黏度低 润滑性差
对橡胶有溶胀性等问题
因此
柴油机需要作适当改造
或改型设计才能使用二甲醚燃料
二甲醚汽车发动机实际应用的可靠性
和耐久性需要进一步加强研究
关于二甲醚发动机
就简单介绍这些
同学们 再见
-0.1 总论
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-0.2 车用发动机的种类
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-1.1 示功图及其测取
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-1.2 四冲程发动机示功图分析
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-1.3 二冲程发动机示功图分析
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-1.4 性能指标分类与循环指示功
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-1.5 动力、经济性能指标与测定换算
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-1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
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-第一章习题(计入课程成绩)--作业
-2.0 导论
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-2.1 燃料的分类
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-2.2 汽油、柴油的炼制
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-2.3 汽油的理化特性
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-2.4 柴油的理化特性
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-2.5 燃料构成与理化特性
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-2.6 汽油、柴油质量标准
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-2.7 燃料与发动机工作模式
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-2.8 工质主要热力参数
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-2.9 燃烧热化学
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-第二章习题(计入课程成绩)--作业
-3.0 导论
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-3.1 热力过程与热机循环的简化
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-3.2 理论循环分类及循环热效率
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-3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
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-3.4 工质对循环热效率的影响
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-3.5 真实循环对热效率的影响
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-3.6 机械损失的构成
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-3.7 机械损失的测量方法
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-3.8 机械效率的影响因素
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-3.9 发动机的能量分配与转化效率
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-3.10 发动机的节能途径与技术
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-第三章：工作循环与能量利用--第三章习题(计入课程成绩)
-4.0 导论
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-4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
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-4.2 配气相位对发动机性能的影响
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-4.3 充量系数的解析式
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-4.4 进气阻力对充量系数的影响
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-4.5 其他因素对充量系数的影响
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-4.6 充量系数的速度特性
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-4.7 压力波及其传播特性
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-4.8 单缸机的进排气动态效应
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-4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
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-4.10 四冲程发动机增压系统及性能
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-4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
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-第四章习题(计入课程成绩)--作业
-5.0 导论
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-5.1 发动机运行工况
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-5.2 发动机特性曲线分类
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-5.3 发动机速度特性
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-5.4 发动机负荷特性
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-5.5 发动机全特性
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-5.6 发动机外特性与整车动力性
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-5.7 发动机全特性与整车经济性
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-5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
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-第五章习题(计入课程成绩)--作业
-期中考试（只有一次答题机会！）--期中测试题（占30%总分）
-6.0 导论
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-6.1 燃烧现象及其分类
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-6.2 可燃混合气的着火与着火理论
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-6.3 湍流及其在燃烧中的作用
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-6.4 均质混合气中的火焰传播
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-6.5 液体燃料的雾化
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-6.6 油滴的蒸发与燃烧
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-6.7 示功图与燃烧放热率
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-第六章习题(计入课程成绩)--作业
-7.1 柴油机燃烧过程分析
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-7.2 柴油机燃烧放热规律
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-7.3 柴油机燃油喷射系统
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-7.4 柴油机喷油过程
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-7.5 柴油机缸内气流运动
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-7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
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-7.7 柴油机混合气形成方式
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-7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
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-第七章习题(计入课程成绩)--作业
-8.1 汽油机燃烧过程分析
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-8.2 汽油机的不正常燃烧：爆燃和表面点火
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-8.3 汽油机的不规则燃烧：循环波动和各缸不均匀性
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-8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
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-8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
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-8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
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-8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
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-第八章习题(计入课程成绩)--作业
-9.1 有害排放物种类及其危害
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-9.2.1 NO的生成机理
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-9.2.2 CO和HC的生成机理
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-9.2.3 PM和Soot的生成机理
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-9.3 有害排放物生成的影响因素
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-9.4 汽油机机内净化技术
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-9.5 柴油机机内净化技术
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-9.6 汽油机后处理技术
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-9.7 柴油机后处理技术
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-第九章习题(计入课程成绩)--作业
-10.1 燃烧模式及其分类
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-10.2 汽油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.3 柴油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.4 内燃机部分预混压燃（PCCI）模式
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-10.5 均质混合气引燃（HCII）模式
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-10.6 天然气发动机
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-10.7 氢燃料发动机
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-10.8 二甲醚发动机
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-10.9 甲醇发动机
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-10.10 乙醇发动机
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-10.11 生物柴油发动机
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-第十章习题(计入课程成绩)--作业
-期末考试--期末测试题（占30%总分）
