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当今我国面临着环境、能源的巨大挑战,这就要求我们开发一种可靠而清洁的燃料。在煤炭丰富的中国,二甲醚正是这样一种经济性好、污染排放介于石油燃料和氢能之间的燃料。本文阐述了国内外汽车代用燃料的研究情况,同时分析了二甲醚(DME)的研究现状及成果。二甲醚是一种具有光明前景的柴油机理想替代燃料,但是由于其特殊的物理和化学特性,它在应用中还存在着许多有待解决的问题,适合二甲醚的喷油器的设计研究便是其中一项重要工作。
本文综合利用理论分析、计算及试验对用于由D6114型柴油机改装成的二甲醚发动机的喷油器进行了系统研究。根据喷油器主要技术参数,如开启压力,座面直径,流量,针阀升程,喷孔数量、直径和角度等,的设计原理,基于二甲醚的物性,设计了不同结构参数的喷油器。在设计过程中,着重对二甲醚喷油嘴的流量、喷孔布置以及喷孔与流量间的关系进行了研究。完成样品试制后,在喷油器性能试验台和喷油嘴流量试验台上进行了样品测试。最后,在发动机台架上进行了发动机性能和排放试验。通过发动机试验,研究了不同喷孔数和喷孔直径的喷油器对二甲醚直喷发动机排放和性能的影响,对比了二甲醚发动机与柴油机的排放与性能结果,并对二甲醚发动机采用多孔喷油嘴时的燃烧过程进行了系统的分析研究。结果表明,二甲醚发动机排放、动力性优于原柴油机;中低转速下DME发动机的经济性也优于原柴油机。总之,研制的二甲醚喷油器在二甲醚直喷发动机上获得了成功应用,在研究过程中所得到的经验和数据为今后二甲醚发动机的喷油器设计和开发提供了指导。