[发明专利]一种用于压燃式发动机的液化石油气掺烧技术

说明书

技术领域

本发明涉及的一种用于压燃式发动机的液化石油气掺烧技术，特别是一种液化石油气和二甲醚的掺烧技术，属于内燃机领域。

背景技术

压燃式发动机由于其高的热效率通常作为商用车和工业运输工具的动力源得到广泛的应用。

另一方面，液化石油气（liquefied Petroleum）简称LPG，主要成分是丙烷和丁烷的混合物。它在常温常压下为是一种无毒、无色、无味的气体。LPG车由于价格便宜，NOx、CO等气体排放量低，黑烟和颗粒物(PM)少，发动机工作噪音低等优点得到广泛应用。市场上用的LPG由质量比70%丙烷和30%丁烷混合而成，它的性质主要由丙烷和丁烷决定。LPG辛烷值高，根据其辛烷值换算出来的十六烷值在4-10之间，它的点火性能很低。因而，当液化石油气被用作压燃式发动机时，需要将压缩比提高至26以上。但过高的压缩比会导致发动机噪声和振动升高，也很难获得高的热效率。因此，液化石油气很难用于压燃式发动机。

二甲醚(Dimethyl ether)，简称DME,它的化学分子式为CH₃-O-CH₃，是一种最简单的醚结构。DME分子中氧的重量百分比为34.8%，没有C-C键。另外，二甲醚是一种无色略带气味的气体，沸点为-24.9℃，环境温度下的饱和蒸汽压为0.51MPa。DME无腐蚀性、几乎没有毒性，长期同空气接触不易被进一步氧化。其物理性能类似LPG，能迅速与新鲜空气形成良好的混合气，缩短着火延迟，使发动机具有较好的冷启动性能。二甲醚的十六烷值大于55，高于柴油，具有良好的自燃特性，非常适合于压燃式发动机。

上海交通大学在上海柴油机厂D6114ZLQ原型柴油机基础上开发了二甲醚发动机，动力性优于原型柴油机，经济性和原柴油机相当，排放达到欧Ⅲ标准。

表1为液化石油气和二甲醚物化参数对比。

表1   液化石油气和二甲醚物化参数对比

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明目的在于提供一种掺烧技术，具体地讲是提供一种液化气和二甲醚的掺烧技术，将被称作清洁燃料的液化石油气能够应用在压燃式发动机上。

为了实现上述目的，本发明的技术思路是，利用DME和LPG物理性质相似、可以以任何比例互溶的特点，往LPG中加入一定比例的DME形成混合燃料，提高LPG燃料的十六烷值，改善混合燃料的着火性能，实现LPG燃料在压燃式发动机上的应用。

由于DME和LPG的饱和蒸汽压和沸点非常接近， LPG掺混DME不会改变燃料的喷雾特性及混合气形成过程。

本发明采用的技术方案是，将不同比例的二甲醚添加到LPG中，在二甲醚发动机上进行试验，通过试验确定掺烧的最佳比例范围。

附图说明

图1为二甲醚发动机转速2200r/min时各负荷下LPG含量排温的影响。

图2为二甲醚发动机转速2200r/min时各负荷下LPG含量对NO_X排放的影响。

图3为二甲醚发动机转速2200r/min时各负荷下LPG含量对HC排放的影响。

图4为二甲醚发动机转速2200r/min时各负荷下LPG含量对CO排放的影响。

具体实施方式：

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的描述。

发明人在新研制的六缸、直喷、增压中冷二甲醚发动机上进行试用。

表2为二甲醚发动机的主要技术参数。

 

             表2  二甲醚发动机主要技术参数

最佳实施例1：

取15%的液态LPG首先注入到容器中，而后再取85%的液态DME注入到同一个容器中，使两种燃料充分混合，而后将燃料在上述二甲醚发动机上进行试验。在发动机运行的工况下，测试发动机动力性、排温、和NO_X，HC，CO等排放性能。

最佳实施例2：

    取30%的液态LPG，再取85%的液态DME，按照实施例1的方法即可进行。

最佳实施例3：

    取45%的液态LPG，再取55%的液态DME，按照实施例1的方法即可进行。

最佳实施例4：

取60%的液态LPG，再取40%的液态DME，按照实施例1的方法即可进行。

最佳实施例5：