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二甲醚城市公交汽车

二甲醚（DME）又称甲醚，是一种由氢气和一氧化碳通过化学反应合成的，化学式为CH₃OCH₃.二甲醚在常温常压下是一种无色气体，具有轻微醚香味。此外二甲醚作为一种含氧燃料，压缩性高，常温时可在0.5MP_a时液化，具有与液化石油气相似的物理特性。

二甲醚具有良好的燃烧性能，可以替代柴油用作清洁的汽车燃料。十六烷值柴油自燃性的指标，燃料自燃性对柴油机的启动和燃烧过程都有影响。燃料的十六烷值高意味着它的自燃性好，用于柴油机时启动容易，工作柔和。但如果十六烷值过高，则柴油机排气冒黑烟，经济性下降；如果过低，则启动困难，运转粗暴。一般柴油机燃油的十六烷值在40-55范围之内。二甲醚具有相当高的十六烷值，能在发动机缸内与空气迅速混合形成可燃混合气，因此发动机爆发力大，机械性能好，非常适合于压燃式发动机马克应用在城市公交车、出租车、家庭用车上，其动力性能与93＃汽油相当，有优良的性价比，燃料成本可降低10%。

二甲醚的排放性能优于LPG。由于二甲醚分子结构中无C-C键的存在且本身含氧量高达34.8%，使得DME容易氧化燃烧，并在燃烧过程中级本五碳烟形成，CO，NO_x排放较少，不需要任何特殊处理即可达到相关排放标准，因此是一种理想的清洁燃料。可以替代柴油作为柴油汽车燃料，这是其他同类替代燃料不具备的优势，排放指标不仅满足欧Ⅱ和欧Ⅲ标准，而且接近欧洲2005年实施的排放标准和美国加州超低排放标准。

以二甲醚作为燃料的柴油机与直喷式柴油机热效率几乎相同，运转柔和。二甲醚作为超低排放代用燃料已经引起国内外行业的关注。不需要辅助点火装置，炭烟排放为零。在低燃油喷射压力下即可很好地燃烧，并且二甲醚发动机的噪声水平低于普通柴油机的水平，接近汽油机。

同时，DME在燃料体积上相比其他替代燃料有很大的优势。在行驶相同里数下，所花费的燃料体积是柴油的1.7倍，但比乙醇、LNG高出一倍。但比乙醇、LPG等体积都小。

二甲醚相变潜热比柴油高，液相二甲醚蒸发而吸收热量比柴油更加显著，可以达到降低燃烧室内混合气的温度，有利于减少NO_x的排放。

二甲醚的饱和蒸汽压力比液化石油气低，二甲醚装置的设计承载压力为1.2MP_a,而液化石油气的承载压力为1.77MP_a。二甲醚在空气中的爆炸下限比LPG高出一倍，所以二甲醚在存储、运输、使用上比LPG更加安全。

二甲醚可以和传统矿物燃料以任何比例混合成高十六烷值的燃料。混合10%左右DME可使炭烟排放降低接近30%，NO_x和HC排放也略有减少，柴油和二甲醚混合可获得良好的润滑和雾化性能。

通过多种燃料的分析比较，可以看到二甲醚具有如下的特点：

1）二甲醚的十六烷值高，作为柴油发动机的燃料，发动机热效率高，排放低。

2）二甲醚的自然温度与柴油基本差不多，所以二甲醚在柴油发动机本身结

构无需变动的情况下，就能狗压燃。

3）二甲醚的热值比柴油低，其热值仅为柴油的70%。

4）二甲醚的黏度低，与液化天然气相当。

5）二甲醚发动机能够同时实现多种排放物的降低，不需要尾气后处理，很容易达到排放法规要求。

1.二甲醚汽车的基本结构

现阶段，二甲醚燃料一般用在柴油机上，因此二甲醚汽车一般在载货汽车或者大客车的基础上改制而成。例如，以上海申沃客车有限公司SWB6115-3系列城市公交客车为基础进行改制，在设计上主要采取以下措施：

1）采用两只二甲醚储罐，其中一只为主燃料罐，布置在车辆左侧前后轮之间纵梁旁，另一只辅燃料罐布置在车辆右前轮后、中客门之间的纵梁旁。

2）仪表板上增加了泄露报警器。在每只二甲醚储罐上方和发动机上方设燃

气泄露报警传感器，以便及时发现可能发生的二甲醚泄露。

3）在仪表板上增设二甲醚管路压力指示灯并调整发动机启动电路。当车辆电路接通后电动增压泵首先工作，当二甲醚管路压力达到要求后，压力指示灯亮，发动机方能启动。

4）拆除原燃油箱和供油管路，适当调整蓄电池位置。

5）为满足燃料电动增压泵对12V工作电压的要求增加DC/DC转换器。

国外研究二甲醚汽车的院校及科研单位，主要将使用DME的柴油机用作轻型货车或重型载货汽车的动力。

2.二甲醚发动机

二甲醚发动机作为二甲醚汽车的核心，研究其结构改进有着非常重要意义。

二甲醚十六烷值高，具有很好的压燃性，是非常适合于压燃式发动机使用的代用燃料。

国内外关于二甲醚作为柴油机代用燃料的研究重点集中在如何开发适合二甲醚燃料特性的发动机，实现高效清洁燃烧。丹麦技术大学、AMOCO、AVL和AIST等在柴油机上先后进行了燃用二甲醚的试验研究，结果表明，燃用二甲醚的发动机，在保持原柴油机效率和动力性的前提下，NO_x显著下降，PM排放几乎为零。

3.二甲醚汽车的燃油供给系统

在20世纪90年代初提出二甲醚作为柴油的替代燃料之后，国内外首先试验研究如何改动原柴油机的供油系统，使其参数优化，并验证获得的性能及排放指标。由于采用了现代的试验鉴别技术及计算机数值模拟分析方法，对二甲醚燃料的供油参数的优化及燃烧过程的分析等方面获得大量的试验研究成果。

二甲醚汽车的供油系统主要由液化二甲醚燃料罐、油泵压力调节器、燃油冷却器、燃油过滤器、喷油泵、节流阀和回油冷却器等管路系统组成。