pode的物性及其在单缸柴油机上的应用研究

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1、上海交通大学硕士学位论文PODE的物性及其在单缸柴油机上的应用研究硕士研究生：肖潇学号：1120209352导师：张武高副教授申请学位：专业硕士学科：动力机械所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterResearchonPhysicalPropertiesofPODEandItsApplicationonaSingle-cylinderDieselEngineCandidat

2、e：XiaoXiaoStudentID：1120209352Supervisor：AssociateProf.ZhangWugaoAcadamicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerMachineryandEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefenceJan，2015DegreeConfering-InstituteShanghaiJiaoTongUniversity摘要PODE的物性及其在单缸柴

3、油机上的应用研究摘要聚甲氧基二甲醚（PODE）的物理性质与柴油相近，被用作柴油替代燃料时，不需要改变内燃机的结构，具有优良的改善柴油机燃烧性能、降低有害污染物排放特别是柴油机颗粒排放的潜力，是一种极具应用前景的柴油替代燃料。本文首先使用精密天平和石油产品运动粘度测定器等仪器测量了PODE的性质，并研究了PODE与柴油的互溶性，与金属、塑料、橡胶等材料的相容性，然后在一台单缸压燃式柴油机上考察了纯PODE发动机的性能，并通过在进气道中预混不同比例的天然气，研究了天然气预混对单缸PODE发动机性能的影响，进一步在进气道中掺混CO2模拟EGR，对比研究

4、了EGR率对PODE发动机燃烧排放性能的影响。1、PODE理化特性的研究表明：（1）常温下为液态，沸点为156℃到202℃，略低于柴油；密度约为1.05𝑔/𝑐𝑚3，略高于水；粘度约为柴油的1/2到1/3之间；低热值21.4MJ/kg。PODE用作汽车燃料时，可以采用化石汽柴油的基础设施。（2）在常温20℃下，各种浓度的PODE与柴油的混合溶液性能稳定，可以任意比例互溶，随着时间的延长，混合溶液没有出现密度分层；环境温度降低到5℃时，PODE含量不高于20%的混合液不出现明显的密度分层现象，但含40%、60%、80%PODE的混合溶液出现明显的密度

5、分层；环境温度进一步降低到0℃后，含10%PODE以上的混合溶液都发生明显的密度分层；可见PODE含量不高于10%时，在不添加互溶剂的条件下，它与柴油的混合溶液稳定性好。水在各种浓度的PODE与柴油混合溶液中直接析出，对混合溶液的相容性没有明显影响。在所选互溶添加剂中，丁醇能有效降低PODE/柴油的密度分层温度，具有良好的助溶效果，且丁醇浓度越大，助溶效果越好。I摘要（3）PODE与金属材料的相容性研究表明：铁和铝具有优良的耐PODE性能，而铜则存在微量的腐蚀；非金属塑料材料中，聚丙烯塑料耐PODE性能良好，PODE对聚氯乙烯塑料具有明显的溶胀作

6、用。四种橡胶浸泡在PODE溶液中，按质量变化率从小到大的顺序依次为：丁基橡胶<三元乙丙橡胶<丁晴橡胶<聚异戊二烯橡胶。2、纯PODE单缸发动机的性能研究表明，不改变发动机系统参数的条件下：（1）PODE发动机的最大负荷为原机的55%，当量燃油消耗率略低于原机；PODE发动机与原机的CO排放量差别不大，未燃HC排放升高，NOx排放降低，碳烟排放几乎为零。（2）随EGR率的增大，缸内最大爆发压力下降，燃烧相位推迟，瞬时放热率峰值变大，气体平均温度降低，当量燃油消耗率随EGR率变大而先减少后增加。随EGR率的增大，NOx排放下降，烟度排放略微减少；EG

7、R率小于20%时，对排气中CO的浓度影响不大，随着EGR率进一步增大，CO排放迅速上升；未燃HC基本不随EGR率而变化。3、预混天然气对PODE发动机性能影响的研究表明：（1）随着预混天然气量增加，缸内最大爆发压力降低，燃烧相位推迟，瞬时放热率的峰值逐渐减小，燃烧变柔和，当量油耗先下降后升高。预混天然气的PODE发动机的碳烟排放基本为零，未燃HC排放相对低速低负荷时降低；CO排放随着RCNG的增大而增加；NOx排放呈现出先大幅下降又缓慢回升的趋势。（2）随EGR率的增大，缸内最大爆发压力下降，燃烧相位推迟，缸内燃烧瞬时放热率的峰值变小，燃烧持续期

8、延长；CO排放变化不大，HC排放迅速增加，NOx的排放减少。研究结果表明：与柴油相似的理化特性使PODE能适应化石汽柴油的基础设施