二甲醚发动机独立润滑喷油器特性研究

摘要

二甲醚(Dimethyl Ether,DME)具有高效、低排放、低噪音、无烟燃烧等优点,已成为较有前景的柴油机替代燃料。DME独特的物理化学特性使得采用DME作为柴油机燃料时,可以降低Nox排放,同时几乎可以实现无烟燃烧,较好解决了传统柴油机燃烧排放问题中无法同时降低PM和NOx的矛盾。但将DME用于传统柴油机时,DME的低粘度会使针阀偶件在较短时间内产生严重磨损,最终导致严重泄漏使其无法正常工作。
　　 针对这一问题,在DME发动机低压燃料供给系统的基础上,笔者所在课题组研制设计出独立润滑喷油器。该喷油器的主要特点是在传统喷油器结构的基础上,新增加了一个独立的润滑系统,对处于运动状态下的针阀偶件进行强制润滑,以保证喷油器持续有效工作,解决了在传统喷油器中应用DME所产生的磨损及泄漏问题。由于独立润滑喷油器存在润滑通道和润滑腔,在针阀偶件的润滑过程中,存在润滑介质向压力室泄漏的可能性,为此需要深入分析此喷油器的泄漏特性。
　　 本课题在对DME发动机低压燃料供给系统主要部件结构及工作原理进行深入分析的基础上,采用AMESim软件对该系统建立了仿真模型,重点对独立润滑喷油器的工作特性和泄漏特性进行了深入系统分析,运用比较及优化方法,获得了独立润滑喷油器的结构参数及使用条件的优选结果。对优选后的独立润滑喷油器相应的工作和泄漏特性分析结果表明:优选后的独立润滑喷油器工作特性良好,能够满足降低泄漏量的要求;与此同时,基于对DME发动机低压燃料供给系统参数变化的分析,提出了减小泄漏量的相关措施。此研究一方面为独立润滑喷油器的工程化提供了理论指导;另一方面也为下一步更深入开展其磨损机理研究奠定了基础。
　　 文章第四章搭建了独立润滑喷油器工作特性试验台,并设计了磨损试验台的试验方案,旨在后续对独立润滑喷油器性能试验研究及其磨损机理研究做好准备。