专利名称：：一种压燃式发动机混合燃料的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种发动机燃料的制备方法，特别是一种用于压燃式发动机的二甲醚混合燃料的制备方法。
背景技术：
：解决现今面临的越来越严重的城市大气污染问题的途径之一是寻求清洁燃料。而二甲醚具有十六垸值高，自燃性能好，沸点低，含氧高等特点，能够实现发动机高效、超低排放、柔和及无烟燃烧，被视为二十一世纪清洁能源。二甲醚可从煤、煤层气、天然气、植物以及生活垃圾中制取。但由于二甲醚黏度低，使得柴油发动机直接燃用纯二甲醚时，供油系统中油泵柱塞偶件、出油阀偶件、针阀偶件严重磨损，造成供油系统泄漏，供油量不足，使柴油发动机不能正常工作。为了解决这些问题，人们多年来一直在研究和开发二甲醚掺烧技术，并在二甲醚中掺入润滑油类的添加剂蓖麻油，虽然能减轻供油系统偶件的磨损，但又造成这些添加剂燃烧后排放出的有害气体增加；在二甲醚中加入小比例的柴油，利用柴油的高热值和润滑作用，来改善对柱塞偶件等的磨损，但是该方法对柴油质量要求较高，到目前还没能够找到一种可以利用常见的重柴油对二甲醚进行掺烧的方法。重柴油是天然石油、人造石油等通过分馏或裂化提取，其特点是密度大，黏度、残碳值和凝固点较高，十六烷值较低，应用范围窄，用于车用柴油发动机产生大量碳烟排放。本发明结合重柴油和二甲醚理化性能，使二者混合，相互取长补短，在压燃式发动机上使用重柴油和二甲醚混合燃料，实现高效低污染燃烧，一方面扩大重柴油的应用范围，另一方面解决二甲醚黏度低的问题。
发明内容本发明基于重柴油和二甲醚的理化性质以及现有技术存在的不足，在进行了多次试验的基础上，利用二者组成成分与含量配比，解决二甲醚混合燃料存在的在压燃式发动机中应用时由于其黏度低，供油系统偶件容易磨损的问题；重柴油在压燃式发动机中，流动性差难以形成良好的混合气，燃烧不充分的的问题；并提供一种压燃式发动机混合燃料的制备方法。为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是由重柴油与二甲醚两种成分组成，按其质量百分比为重柴油10%40%，二甲醚90%60%依次注入容器，后加压到0.30.6MPa混合，混合时间为10min30min，制得压燃式发动机混合燃料。本发明所述的压燃式发动机混合燃料的制备方法，其重柴油与二甲醚的优选配比方案是按质量百分比为重柴油为16%，二甲醚为84%。3本发明利用重柴油和二甲醚在一定比例下可以混容的特点，在重柴油中加入一定比例的二甲醚后形成的混合燃料，提高了混合燃料的黏度、提高了重柴油的流动性和柴油机供油系统润滑密封性能，发挥两种原料各自的优点。本发明所采用压燃式发动机混合燃料的制备方法所制得混合燃料，解决了二甲醚在车用发动机中应用时由于其黏度低，供油系统偶件容易磨损的问题；重柴油在车用发动机中，流动性差难以形成良好的混合气，不能够充分燃烧的问题；本发明依照其技术方案进行应用试验，将20%重柴油首先注入压力容器内，而后再取80%二甲醚注入到同一个压力容器内，使两种燃料充分混合，其混合时间为10min，制得本发明的混合燃料，在莱动D1110柴油机上的试验中，发动机在燃用纯二甲醚时，发动机运行6小时后出现喷油泵柱塞偶件和喷嘴偶件损坏。而重柴油由于凝点高，流动性差无法在发动机上使用。柴油机在使用混合燃料时，柴油机可以长时间持续运行，而且运行稳定。在上述单缸柴油机的试验结果中，柴油机在使用本发明制得的重柴油和二甲醚的混合燃料时，在全部转速负荷范围内，经发动机排放分析仪，通过测量发动机外特性的碳烟排放，柴油机的碳烟排放降低80%，同时柴油机氮氧化物排放降低50%，能够满足国m排放标准，是一种新的可替代柴油的低排放燃料。本发明在山东华源莱动股份有限公司生产的D1110卧式、单缸、四冲程、自然吸气、强制水冷、直喷式柴油机上进行了试用，表1为发动机主要技术参数表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>发动机燃用本发明的混合燃料时，发动机氮氧化物排放低，仅为燃用国标柴油时的50%左右，碳烟排放为燃用国标柴油时的20%左右，发动机供油系统工作稳定，并且发动机的最大功率和转矩有所提高。本发明不仅解决了二甲醚的润滑性差和重柴油流动性差不易形成可燃混合气的问题，而且拓宽了二甲醚掺烧重柴油的应用范围，优化了柴油机的排放性和动力性，使二甲醚的掺烧技术得到了显著进步。图1是本发明应用实施例1在压燃式发动机转速为1600r/min时发动机排气中的碳烟随负荷的变化图。图中"f为国标OS柴油；"i-"为84%二甲醚与16%重柴油的混合燃料。图2是本发明应用实施例2在压燃式发动机转速为1600r/min时发动机排气中的碳烟随负荷的变化图。图中为国标Ott柴油；"+"为90%二甲醚与10%重柴油的混合燃料。图3是本发明应用实施例3在压燃式发动机转速为1600r/min时发动机排气中的碳烟随负荷的变化图。图中"-f-"为国标0#柴油；"△"为70%二甲醚与30%重柴油的混合燃料。图4是本发明应用实施例4在压燃式发动机转速为1600r/min吋发动机排气中的碳烟随负荷的变化图。图中L>"为国标脂柴油；为60%二甲醚与40%重柴油的混合燃料。具体实施例方式下面用具体实施例能够对本发明所述的一种压燃式发动机混合燃料的制备方法的具体实施方式作出进一步的详细说明，本专业的技术人员在阅读了本实施例后，能够理解以及能够实现本发明的技术方案。实施例1本发明所述的压燃式发动机混合燃料是由重柴油与二甲醚组成，其中本发明所使用的重柴油的各项指标如下表-<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本发明压燃式发动机混合燃料是由重柴油与二甲醚组成，其质量百分比为4:21，其具体制备方法是首先将16kg重柴油注入特制的燃料罐，然后利用电动增压泵通过密闭管道将84kg二甲醚注入燃料罐中，在加注二甲醚过程中，要保证加注管道内压力为0.8-1.0MPa，加注完成后，关闭燃料罐上的阀门。经过10min30min混合，即制得压燃式发动机混合燃料。混合燃料储存在燃料罐中，罐内压力为0.30.6MMPa。使用该混合燃料时，将发动机供油系统的进、回油管与燃料罐的出、进油口连通，将混合燃料从燃料罐的出油口经滤清器、电磁阀输入供油系统的电动增压泵，该增压泵将混合燃料压力由O.30.6MMPa增加到1.2MPa后，再输送到发动机高压喷射泵。进入高压喷射泵后混合燃料分为两路一路经高压油管进入喷嘴，喷入气缸；一路回流，回流的混合燃料和喷嘴回流混合燃料汇合，经一个单向阀回到混合燃料回流管路到燃料罐。回流管路上安装有控制系统压力的溢流阀，降低混合燃料温度的冷却器。这样，混合燃料处于一个完整的回路。将燃用此混合燃料的发动机进行台架试验，发动机在1600r/min、2200r/min转速下进行负荷特性试验测试(发动机转速不变，从大负荷开始，逐步减小油门进行测量，直至油门关闭)，利用排放分析仪测量发动机的碳烟排放。实施例2重柴油与二甲醚按质量百分比为l:9组成混合燃料，其具体制备方法是首先将10kg重柴油注入特制的燃料罐，然后利用电动增压泵通过密闭管道将90kg二甲醚注入燃料罐中，在加注二甲醚过程中，要保证加注管道内压力为0.8-l.OMPa，加注完成后，关闭燃料罐上的阀门。经过10min30min混合即制得一种压燃式发动机混合燃料。发动机试验按照实施例1的方法进行。实施例3重柴油与二甲醚按质量百分比为3:7组成混合燃料，其具体制备方法是首先将30kg重柴油注入特制的燃料罐，然后利用电动增压泵通过密闭管道将70kg二甲醚注入燃料罐中，在加注二甲醚过程中，要保证加注管道内压力为0.8-l.OMPa，加注完成后，关闭燃料罐上的阀门。经过10min30min混合即制得一种压燃式发动机混合燃料。发动机试验按照实施例1的方法进行。实施例4重柴油与二甲醚按质量百分比为2:3组成混合燃料，其具体制备方法是首先将40kg重柴油注入特制的燃料罐，然后利用电动增压泵通过密闭管道将60kg二甲醚注入燃料罐中，在加注二甲醚过程中，要保证加注管道内压力为0.8-1.0MPa，加注完成后，关闭燃料罐上的阀门。经过10min30min混合即制得一种压燃式发动机混合燃料。发动机试验按照实施例1的方法进行。权利要求1.一种压燃式发动机混合燃料的制备方法，其特征在于将重柴油与二甲醚按质量百分比为重柴油10％～40％，二甲醚90％～60％依次注入容器中，后加压到0.3～0.6MPa混合，混合时间为10min～30min，制得压燃式发动机混合燃料。2.权利要求1所述的压燃式发动机混合燃料的制备方法，其特征是重柴油与二甲醚按质量百分比为重柴油为16%，二甲醚为84%。全文摘要本发明公开了一种压燃式发动机混合燃料的制备方法，该方法是按质量百分比将重柴油10％-40％，二甲醚90％-60％依次注入容器中，加压到0.3～0.6MPa混合，混合时间为10min～30min，混合均匀后，即得压燃式发动机混合燃料。本发明制备方法简单，但制备的混合燃料应用于压燃式发动机，效果优为突出。该方法不但提高了混合燃料的黏度，而且保证了柴油机供油系统使用的可靠性，同时具有优异的排放性能。文档编号C10L1/00GK101463275SQ20091007365公开日2009年6月24日申请日期2009年1月13日优先权日2009年1月13日发明者朱建军,铁王申请人:太原理工大学