Диметиловый эфир
Наблюдающийся в последнее время существенный рост парка автотранспорта вызывает ухудшение экологической обстановки, особенно в крупных городах. Для снижения вредных выбросов автомобилей с дизельными двигателями в последнее время предлагается использовать альтернативное топливо - диметиловый эфир (ДМЭ). Применение ДМЭ в качестве моторного топлива позволяет резко снизить уровень шума, исключить выбросы сажи и снизить выбросы окислов азота.
Значительное различие в свойствах ДМЭ и дизельного топлива вызывает ряд специфических проблем. Например, с учетом более низкой плотности и теплотворной способности для сохранения мощности дизеля необходимы в 1,7-1,9 раза большие объемные цикловые подачи. При проектировании топливного насоса высокого давления приходится учитывать, что в силу значительно большей сжимаемости ДМЭ необходимо увеличивать запас по объемной производительности на номинальном режиме в 2,4-2,7 раза.
Топливоподача и рабочий процесс дизельного двигателя при переходе с дизельного топлива на ДМЭ претерпевают значительные изменения. В результате повышенной сжимаемости ДМЭ подача начинается позднее.
Возникают и другие специфические проблемы при питании дизеля ДМЭ. Ухудшается наполнение плунжерной полости, в результате чего возрастает нестабильность подачи. ДМЭ ввиду малой вязкости создает проблемы запуска дизеля, утечек и долговечности прецизионных пар, подкачки топлива в линии низкого давления. Более короткий и широкий факел приводит к перераспределению тепловых нагрузок на детали цилиндропоршневой группы, перегреву деталей центральной части камеры сгорания и др.
Кроме того, необходимо учитывать значительную зависимость свойств ДМЭ от температуры, что вызывает необходимость введения в систему топливоподачи терморегулятора.
На основании имеющегося опыта предлагается осуществить внедрение экологически более чистого топлива ДМЭ в смеси с традиционным дизельным топливом. Его доля должна составлять для различных моделей дизелей и режимов работы от 10 до 40 %. При этом будут сглажены или отсутствовать многие специфические проблемы питания дизеля чистым ДМЭ. Протекание рабочих процессов улучшится (распыливание, испарение, воспламенение, сгорание). Уменьшение выбросов вредных веществ позволит обеспечить законодательные нормы ближайшей перспективы даже на относительно старых моделях дизельных автомобилей доступными техническими средствами.
Для обеспечения получения смесевого топлива была предложена и спроектирована система безнасосной подпитки линии высокого давления, которая позволяет снять значительную часть изложенных выше проблем.