Диметиловый эфир в качестве топлива для (в основном небольших) двигателей с искровым зажиганием
В настоящее время многие небольшие стационарные (и не только стационарные) двигатели с искровым зажиганием продаются с возможностью переоборудования (даже «на лету») для работы на пропане в качестве топлива. Это удобно, потому что пропан хорошо хранится (он не портится, как газ или дизельное топливо, и при сжижении остаётся достаточно плотным, но не криогенно холодным), сгорает чисто по сравнению с топливом, состоящим из более крупных молекул, не сильно загрязняет окружающую среду в случае утечки и уже широко и удобно распространён во многих частях света.
Однако, как и в случае с бензином, нет простого способа получить молекулу пропана, если у вас есть только куча больших и жирных биомолекул. В результате специалисты по биотопливу начали искать молекулу-заменитель и обнаружили одну с практически аналогичными свойствами: диметиловый эфир. Он не портится при хранении, так как не подвержен образованию пероксида, в отличие от своих более крупных «родственников». Он горит даже чище, чем пропан, благодаря отсутствию углерод-углеродных связей. По свойствам сжижения/испарения он сравним с пропаном и в значительной степени совместим с пропановыми топливными системами, при этом требуется лишь внести некоторые изменения в используемые материалы.
Однако, хотя я могу найти документы, подтверждающие его использование в качестве дополнительного или альтернативного топлива для пропана в системах отопления, освещения и приготовления пищи, а также в двигателях с воспламенением от сжатия, я не могу найти никаких документов, подтверждающих его использование в качестве топлива в двигателях с искровым зажиганием. Это прискорбно, учитывая, что большинство небольших двигателей, работающих на пропане, имеют искровое зажигание и что наличие компактного, относительно углеродно-нейтрального аварийного источника топлива, который в значительной степени или полностью совместим с существующими портативными генераторами, могло бы развеять опасения многих людей по поводу электрификации всего дома.
Есть ли среди вас те, кто уже пробовал это сделать, или есть какая-то очевидная причина, по которой ДМЕ нельзя сжигать в двигателе с искровым зажиганием, рассчитанном на пропан?
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/92483/dimethyl-ether-as-a-fuel-for-mostly-small-spark-ignited-engines
В этой статье* (pdf) объясняется, что, хотя цетановое число ДМО высокое, что позволяет использовать его в дизельных двигателях, октановое число ДМО слишком низкое, чтобы его можно было использовать в качестве топлива для двигателей с искровым зажиганием. Оно сильно детонирует.
Его можно использовать в топливной смеси для искрового зажигания, но тогда преимущество в длительном хранении сходит на нет, поскольку вам понадобится второе топливо (возможно, бензин) в отдельном баке и значительно изменённая топливная система.
Если в дизельном двигателе увеличить количество впрыскиваемого топлива примерно в два раза для ДМО из-за его более низкой теплотворной способности, то ДМО будет работать хорошо, а дизельные двигатели для генераторов, как вы знаете, существуют.
* «Диметиловый эфир как топливо нового поколения для снижения выбросов оксидов азота и твердых частиц двигателями внутреннего сгорания: обзор» Януандри Путрасари и Октека Лима, ACS Omega 2022, 7, 32−37