二甲醚对发动机密封件性能的影响

研究了多种橡胶材料耐受二甲醚(DME)介质的能力,测量了橡胶材料浸泡在DME中不同时间、在空气中放置不同时间后的质量和体积变化率.结果表明:①氟橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶不能作为DME发动机密封件使用;常用PVC材料被完全融化;DME对硬质尼龙材料基本没有影响.②不同组分的三元乙丙胶对其耐DME性能有很大影响.③优选出一种具有优良DME耐受能力的三元乙丙胶,其可靠性通过100 h的DME发动机台架考核得到了验证.     

生物柴油的制备及理化特性分析与研究

生物柴油掺混柴油应用在车用发动机上,能够有效地改善发动机的排放特性,现今得到广泛研究与应用,生物柴物是从动物、植物油中提取出来的,具有环保性、可再生性.本文分析与研究了生物柴油的的物理及化学制备方法、生物柴油和车用发动机柴油的燃油特性,得出生物柴油作为代用燃料可以在车用发动机中使用,是新能源发展的趋势.     

预混均质充量压缩燃烧发动机燃烧与排放特性

为改善柴油机的燃烧和排放特性,在一台2105柴油机上开展了二甲醚(DME)预混比和废气再循环(EGR)对二甲醚-柴油双燃料预混均质充量压缩燃烧(PCCI)发动机的燃烧与排放特性影响的试验研究,通过在进气道预混DME和缸内直喷柴油实现了PCCI燃烧模式。试验结果表明:随着DME预混比的增加,放热过程由两阶段放热发展到三阶段放热,燃烧始点前移,最高爆发压力逐渐增大且对应的相位不断提前;冷EGR导致的PCCI发动机最高爆发压力下降的程度、瞬时放热率峰值及压力升高率峰值对应的相位滞后程度均随着DME预混比的增加逐渐减弱;随着DME预混比的增大和EGR率的减小,当量有效燃油消耗率逐渐降低,有效热效率逐渐升高;DME预混比和EGR率增大可有效降低NOx排放,但是HC和CO排放有所增加。文中工况下最优DME预混比为30%。     

车用二甲醚燃料润滑性能的评定方法

在试验的基础上,采用相关分析法研究了车用二甲醚(DME)燃料润滑性能的评定方法.选择常温常压下为液态且润滑性能低的甲缩醛(DMM)代替DME,在四球机上评定了各种添加剂的润滑改善性能;在DME燃料专用喷油泵磨损试验台上,通过200 h可靠性试验检测了含上述添加剂的DME燃料对于喷油泵柱塞磨损的影响.结果表明:四球机试验结果和油泵磨损试验结果间有着良好的对应关系.在没有相关标准的前提下,以DMM为基础液的四球机法可以用作车用DME燃料润滑添加剂性能评估的有效手段.     

燃烧与供油系统参数对二甲醚发动机热效率的影响

采用一部分二甲醚(DME)燃料在发动机进气管与空气预先混合形成均质混合气进入气缸,另一部分DME在压缩行程末期利用压燃式发动机的燃油喷射装置喷入燃烧室实现部分预混充量压缩着火与燃料直接喷射(PCCI-DI)燃烧,开展了燃烧与供油系统参数对DME PCCI-DI发动机热效率影响的试验研究.结果表明:在DME进气引导量为每循环31.6 mg的条件下,采用5孔、φ0.32 mm的喷油嘴,16 MPa的启喷压力,较低的涡流比和推迟喷油,可改善TY1100 DME PCCI-DI发动机的热效率,使发动机在较宽广的转速和负荷范围内稳定运转.     

斯特林发动机低硫柴油和二甲醚冷态喷雾

基于斯特林发动机喷雾特性,建立了斯特林喷嘴的数学物理模型,模拟了冷态工况下低硫柴油(ULSD)和二甲醚（DME）2种不同燃料在不同背压下斯特林发动机的喷雾过程,并与实验结果进行了对比分析.研究发现,背压的增大对ULSD的雾化具有促进作用, 对DME的雾化具有抑制作用;相同流量和背压下,DME的贯距比ULSD小,喷雾锥角比ULSD大.当背压增加较大时,继续提高背压对喷雾锥角的影响减弱,且喷雾锥角随着流量的增大而增大.     

改进二甲醚燃料润滑性能的研究

在国内首次研究了二甲醚(DME)燃料中加入不同种类和配比的润滑改进剂后两者的互溶特性、发动机排放性能的变化以及燃油系统偶件润滑性能和磨损的改进,从而为 DME发动机选择合适的燃料润滑改进剂提供重要依据.实验给出了3种润滑改进剂与DME的临界互溶温度曲线,可据此在不同季节和地区为DME发动机选择合适比例的不同润滑改进剂来使燃油系统获得足够润滑,同时保证润滑改进剂与 DME能完全互溶.实验结果表明:植物油作为润滑改进剂效果较好;DME中加入少量的润滑改进剂后不会使发动机的排放性能恶化.     

三元乙丙橡胶热氧老化后的力学性能

针对黏贴在火箭发动机壳体内表面作为耐烧蚀隔热保护材料三元乙丙的老化问题,研究了硫磺、含硫化合物、过氧化物等硫化体系对老化性能的影响.利用SEM微观检测手段和宏观力学性能实验研究了过氧化物硫化体系EPDM热氧老化前后的表面形貌、表面组分相对含量、压缩永久变形、压缩应力松弛特性等.研究结果表明:过氧化物硫化体系使EPDM橡胶内生成性能更为稳定的C-C交联键,耐热性能最好;EPDM橡胶的热分解为一步降解,老化前后样品各温度阶段的失重量、全温度范围内总的失重量以及最大热分解温度均无明显差异;通过表面组份分析可知,老化中增塑剂（癸二酸二丁酯）出现了向表面迁移的现象,但没有发生明显的挥发;采用过氧化物硫化体系的EPDM橡胶老化后,压缩永久变形保留率、压缩应力松弛和拉伸强度三种性能均有一定程度的劣化,且老化温度越高,变化程度越大.      

低比例DME/LPG混合燃料对点燃式发动机性能和排放的影响

在发动机试验台架上初步研究了Santana 2000汽油机燃用w=-5%～15%二甲醚(DME)的DME/LPG(液化石油气)混合燃料时的性能以及排放,分析了混合燃料对汽油机性能的影响.研究结果表明:燃用低比例的DME/LPG混合燃料时,发动机的动力性达到甚至略超过燃用LPG时的水平,有效热效率和燃油经济性都有所改善;点燃式发动机燃用DME/LPG混合燃料后,发动机的CO和HC排放降低,Nox排放增加.低比例DME/LPG混合燃料在点燃式发动机中具有一定的开发潜力.     

基于台架试验的芸芥生物柴油的车用适应性

以Na OH为催化剂,利用甲醇与芸芥籽油发生脂化反应,制备了芸芥生物柴油.为了评价芸芥生物柴油的车用适应性,对比分析了0#石化柴油和芸芥生物柴油在密度、黏度、馏程、十六烷值和闪点等方面的理化特性差异,并针对不同混合比芸芥生物柴油的燃油消耗率和尾气(CO,CO2,HC,NOx,O2和碳烟)排放特性进行了台架试验.试验结果表明:芸芥生物柴油的理化特性完全满足车用燃油的要求;芸芥生物柴油的排放特性优于石化柴油,而燃油消耗率高于石化柴油;用混合比为B50的芸芥生物柴油替代0#石化柴油,可以在满足车辆动力性要求的前提下较好地改善发动机的排放性能.     

二甲醚发动机中燃料与橡胶密封件的相容性研究

为了解决二甲醚燃料在发动机中的密封问题,开展了二甲醚燃料与橡胶密封件的相容性研究.分析了橡胶在二甲醚中溶胀的化学机理,并选出具有不同极性的橡胶材料进行耐二甲醚溶胀及溶胀前后拉断强度、拉断伸长率、硬度等力学性能的对比试验.试验发现:在含润滑添加剂(植物油)的二甲醚燃料中经过 72 h浸泡后,氟橡胶和丁腈橡胶的溶胀率和力学性能变化均比氟硅橡胶显著;氟硅橡胶在更长时间(40 d)的燃油浸泡后溶胀率最低,力学性能几乎没有变化.试验结果表明,氟硅橡胶可以很好地满足二甲醚发动机对橡胶密封件的要求.     

密封弧面半径对C形组合密封圈密封性能的影响

为研究密封副处弧面半径大小对密封圈密封性能的影响,通过ANSYS有限元软件数值仿真方法研究了氢化丁腈橡胶和三元乙丙橡胶两种材料组成的C形组合密封圈.介绍了两种材料的非线性以及ANSYS中描述这类材料特性的Mooney-Rivlin模型,然后简述了有限元模型的建立、接触对以及载荷的设置.根据仿真得出的云图和数据,分别从Von Mises应力、剪切应力和接触压力三个方面来考察密封副处的弧面半径对C形组合密封圈密封性能的影响及密封圈能否满足工作要求.结果表明:在不同弧面半径的参数下,密封圈都可以达到密封效果;在弧面半径较大时,由于Von Mises应力以及剪切应力都较大,增加了密封失效可能性;在弧面半径较小时,密封副处接触压力比较大,增大了密封圈的磨损率,减短其使用寿命.得出当密封弧面半径选择13 mm时,最大Von Mises应力和剪切应力比较小,密封副处的接触压力适中,此值较为合理.     

基于摩尔-库伦理论的沥青路面层间抗剪强度

以半刚性基层沥青路面下封层为例,研究了沥青路面层间抗剪强度影响因素。通过对5种下封层材料双层试件的直剪试验,以摩尔-库伦理论为基础评价了沥青材料和集料粒径对下封层抗剪强度的影响,拟合得到了层间τ-σ曲线和摩尔-库伦表达式,并采用灰色关联模型对沥青材料、集料粒径与层间抗剪强度进行关联性分析。结果表明：胶粉改性沥青和粒径5～10mm碎石是较好的下封层材料;沥青材料较碎石粒径对层间抗剪强度的影响更大。     

用有限元法分析轮胎结构与滚动阻力的关系

子午线轮胎的滚动阻力是影响汽车燃油经济性的一个基本因素,它受到越来越多的汽车生产商和消费者的重视.到目前为止,我国轮胎企业在降低轮胎滚动阻力方面所采取的措施主要是降低橡胶,特别是胎面胶的损耗因子,基本上很少从结构上考虑如何降低滚动阻力. 采用3D有限元分析法对特定的子午胎在不同负荷、不同速度下的滚动阻力进行了预测,在有限元模型的建立上,利用MSC.MARC软件,对子午胎的胎体、带束层、胎圈等部位采用了膜加强筋单元以及实体加强筋单元进行模拟,对橡胶材料则采用Yeoh材料模式来描述,橡胶的滞后损失由橡胶加工分析仪获得.所得的结果与实测值进行了比较,并获得了良好的效果.在此基础上,通过改变子午胎的结构设计参数以及橡胶的损耗因子,分别计算滚动阻力的变化,主要讨论结构设计参数变化对子午胎滚动阻力的影响.     

无规聚丙烯与三元乙丙胶的共混及其性能研究

对三元乙丙胶和无规丙烯的共混及其拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率、硬度、回弹性等性能进行了研究。结果表明，二者并用可以很好地改善三元丙胶的机械性能，降低成本，适宜生产或制造多种橡胶制品。     

The electron-beam (EB) irradiation and grafting of acrylic monomers onto EPDM copolymer

Radiation techniques (electron-beam, γ-ray, etc.) are usually used for improving the compatibility between polymer and ingredients in composite materials. Electron-beam pre-irradiation has been used for the first time to enhance the flame retardance of EVA copolymer. Efforts are being made to decline the flammability for EPDM copolymer by EB technique and remarkable reduction has been attained through a series of treatments: pre-irradiation, grafting and saponification.     

不同弹性体增韧聚丙烯的性能研究

研究了不同的弹性体包括POE、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、TPV增韧聚丙烯复合材料过程中结构、力学性能、制备条件对复合材料性能的影响．结果表明,各种弹性体对聚丙烯的冲击性能提高的程度不同,EPDM最优．随着弹性体含量的增加材料的冲击强度提高到46．9KJ／m^2,复合材料的拉伸强度和模量有所下降．     

促进剂对金属/EPDM黏接的影响

研究了黏合剂中所使用的N 环己基 2 苯并噻唑基次磺酰胺(CZ),N,N 二环己基 2 苯并噻唑基次磺酰胺(DZ),二硫化二苯并噻唑(DM),N,N 间苯撑双马来酰亚胺(PDM)四种不同类型促进剂对黏合剂的影响,以及各促进剂不同用量对黏合剂的影响·实验结果表明,在本实验的黏合剂体系中,促进剂对EPDM橡胶与金属的黏接强度有提高作用,噻唑类促进剂的作用强于酰胺类,最佳促进剂为DM;噻唑类促进剂的最佳质量分数为0 5%,最大剪切强度为1 059MPa·     

改性废旧硅橡胶复合绝缘子胶粉与三元乙丙橡胶(EPDM)共混物的性能研究

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）和六亚甲基四胺/氯化铁/氯化亚铁混合物（混合改性剂）分别改性废旧硅橡胶复合绝缘子胶粉,利用衰减全反射傅立叶变换红外光谱（ATR FT-IR）和热失重分析（TGA）表征了KH570改性废胶粉的效果,并将其掺入到三元乙丙橡胶（EPDM）中制备共混物。研究了KH570和混合改性剂改性废胶粉对共混物硫化特性和力学性能的影响,通过扫描电子显微镜对共混物的断面形貌进行了分析,结果表明：经过KH570改性,成功在胶粉表面引入活性反应官能团;KH570和混合改性剂都是废旧硅橡胶复合绝缘子胶粉的有效改性剂,其中填充KH570改性胶粉的共混物在硫化性能和力学性能上均有显著提高,界面相容性也更好;随着废胶粉填充量的增大,共混物的力学性能下降。综合考虑共混物成本与性能关系,KH570改性胶粉的用量为10份时（以总橡胶质量为100份计）,共混物的综合力学性能最好。