汽车行业标准《二甲醚汽车定型试验规程》（征求意见稿）编制说

汽车行业标准《二甲醚汽车定型试验规程》（征求意见稿）编制说明一、任务来源QC/T×××-20××《二甲醚汽车定型试验规程》是经工业和信息化部、全国汽车标准化技术委员会审核批准，列入“2009年第一批工业行业标准制修订计划”的汽车行业标准制订项目。项目编号：2009-0992T-QC。标准由上海申沃客车有限公司、中国汽车技术研究中心、上海机动车检测中心、上海交通大学、上海柴油机股份有限公司等单位负责起草。二、标准编制的目的意义1.随着经济的迅速发展和汽车保有量的高速增长，我国正面临石油资源短缺与大气环境污染的双重巨大压力。因此，如何针对我国自然条件和能源资源特色，优化汽车能源结构，降低汽车对石油燃料的依赖，发展汽车清洁代用燃料，控制汽车有害排放对我国城市大气质量带来的日趋严重的影响，已成为我国能源与环境研究中的一个十分重大和紧迫的研究课题。二甲醚(Dimethylether)，简称DME，是一种从煤炭或煤层气、天然气、生物质等多种资源制取的、能实现高效清洁燃烧的新型车用燃料。在“十五”以来对二甲醚发动机及二甲醚汽车的研制表明：二甲醚汽车作为一种正在研制中的新能源汽车，由于符合我国的资源特点，又可以较小的代价改善汽车尾气对大气环境的污染，在节能、减排上具有巨大的发展潜力和市场前景，只要认真解决二甲醚应用带来的一系列问题，可以在某种程度上减少汽车对石油资源的依赖，对于国家能源安全和环境保护具有重要的意义。因此，国家将二甲醚汽车作为支持和鼓励发展的新能源汽车之一。2.二甲醚的燃烧特性与柴油十分相似。由于二甲醚作为柴油机的洁净代用燃料可实现压燃式发动机排气污染物的低排放。近年来欧美、日韩等发达国家和组织看好二甲醚燃料汽车的市场前景和环保效益，纷纷开展二甲醚燃料发动机的研发。VOLVO、AVL、Navistar、丹麦技术大学、HaldorTopsoeA/S和美国石油公司等公司在上世纪九十年代就开展了将二甲醚作为柴油机燃料的性能研究并研制了二甲醚大客车。研究发现，燃用二甲醚燃料的压燃式发动机，在保持原柴油机高热效率前提下，碳烟排放几乎为零，氮氧化物和微粒有害排放有较大幅度降低,显示了二甲醚燃料是一种理想的洁净代用燃料，具有实现压燃式发动机排气污染物低排放的前景。日本通产省、JFE公司、五十铃汽车公司、日产汽车公司、日野汽车公司、三菱汽车公司和日本交通公害研究所等分别研制了二甲醚燃料卡车、集装箱车、小型巴士和城市大客车。韩国、俄罗斯等也研制出各自的二甲醚汽车。但目前该技术在国外基本处于研究阶段，个别企业处于研发向产业化过渡阶段。2003年在国家科技部“清洁汽车行动计划”支持下，由上海汽车工业(集团)总公司牵头，联合上海交通大学内燃机研究所、上海柴油机股份有限公司、上海华谊集团公司承担了二甲醚汽车国家科技攻关项目，成功研制了我国第一台二甲醚城市客车。该项目于2005年4月27日通过了国家科技部的成果验收,被评为是我国汽车领域的一项具有自主知识产权的重大科研成果。2006年2月，上海市经委启动上海市重点产业技术产学研联合攻关项目“二甲醚发动机产业技术研究”，以上柴、上海交大、上汽集团和上海华谊集团为核心，10余家单位参加，在“十五”研究成果基础上，共同承担了国III排放二甲醚发动机及整车产品研制和小批试制，并实现了10辆安装国III排放二甲醚发动机的城市客车的商业化示范运营。2007年～2008年，上汽集团及有关单位完成了汽车行业标准QC/T813-2009二甲醚汽车专用装置技术要求、QC/T814-2009二甲醚汽车专用装置的安装要求、QC/T815-2009汽车用二甲醚加注口的编制。以上工作取得的成果，为本标准的制订奠定了基础。3.汽车定型试验规程规定了新车型定型试验的条件、试验项目和试验方法，对保证新车型安全、可靠运营有重要意义。二甲醚汽车由于采用了新燃料，给车辆结构、性能带来一定的变化，因此，在总结二甲醚城市客车研制工作的基础上制订二甲醚汽车定型试验规程的汽车行业标准，可以总结前阶段研究工作成果，规范二甲醚汽车的发展和推广。三、主要参考资料1.QC/T256-1998液化石油气汽车定型试验规程2.GB/T23335-2009天然气汽车定型试验规程3.GB/T13043-2006客车定型试验规程4.GB/T12678-1990汽车可靠性行驶试验方法5.GB7258-2004机动车运行安全技术条件6.QC/T813-2009二甲醚汽车专用装置技术要求7.QC/T814-2009二甲醚汽车专用装置的安装要求8.QC/T815-2009汽车用二甲醚加注口四、编制原则与编制过程1.二甲醚汽车是一种正在研制中的新能源汽车。将二甲醚作为汽车的燃料，由于符合我国的资源特点，可缓解对进口石油的依赖，又可以较小的代价改善汽车尾气对大气环境的污染，具有良好的发展前景。通过本标准的制定，可以规范二甲醚汽车的定型试验的试验条件、试验项目和方法，以保证车辆的质量和安全使用。上海市在二甲醚汽车技术的研究上，通过“十五”和“十一五”来的工作，取得了一系列的成果，为该技术的产业化奠定了一定的基础。国内其他高校和企业在二甲醚汽车研发方面也作了大量工作。通过本标准的制定，吸收上海市和国内在二甲醚汽车研制方面已经取得的成果，以指导二甲醚汽车的产业化和推广。2.标准内容的先进性、适用性和可操作性。标准的技术内容体现了国内在二甲醚汽车技术方面的先进水平，并适合我国的国情。标准的技术要求尽可能明确，尽可能提出定量的要求和相应的检验方法，避免模糊的表述。3.二甲醚与丙烷（LPG的主要成分）的主要物化性质见表1：表1.丙烷与二甲醚物化性质对比名称丙烷二甲醚分子式C3H8CH3-O-CH3摩尔重量44.11g/mole46.07g/mole临界温度95.6℃127℃沸点–42.1℃–24.9℃20℃蒸汽压力823.7kPa500.1kPa37℃蒸汽压力1162.8kPa797.4kPa临界压力43bar53.7bar名称丙烷二甲醚液体粘度0.10cp0.15cp20℃液态密度501kg/m3668kg/m³气态密度1.52kg/m31.59kg/m³20℃时在水中溶解度0.12g/L70g/L低热值46360kJ/kg28430kJ/kg爆炸极限2.1~9.4%3.4~17%点火温度470℃235℃十六烷值——55~60辛烷值102~105——由上表可知，二甲醚的许多性质与LPG是相似的，其储存、运输方式和安全措施可以基本相同。鉴于LPG汽车在我国已经广泛应用，燃气汽车和LPG汽车的相关标准已经比较齐全，如：QC/T256-1998液化石油气汽车定型试验规程、GB/T23335-2009天然气汽车定型试验规程、GB/T17895-1999天然气汽车和液化石油气汽车词汇。《二甲醚汽车定型试验规程》的编制可以采用燃气汽车和LPG汽车标准中也可适用于二甲醚汽车的技术要求、试验项目和方法，与已经实施的燃气汽车和LPG汽车标准相协调。同时，也考虑了两种燃料不同的方面，提出不同的技术要求。4.标准文本的编写按照以下标准的规定：GB/T1.1-2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则GB/T1.2-2000标准化工作导则第2部分：标准中规范性要素内容的确定方法GB/T20000.3-2003标准化工作指南第3部分：引用文件5.根据汽车行业标准编制流程和相关规定，2009年10月，编写组在收集资料的基础上，起草了标准的讨论稿。2010年2月，编写组对讨论稿进行研讨，调整了规范性引用文件的引导语，调整了术语，增减了技术要求的部分内容，在此基础上形成征求意见稿。五、主要内容说明1.适用范围我国的二甲醚汽车的研发与应用处于起步阶段，已经投入使用的二甲醚汽车主要是单燃料车，但也有少量用柴油车改装的柴油-二甲醚双燃料车，由于后者属于改装车，技术上并不规范，因此，本标准只适用于M类和N类单燃料的二甲醚汽车。二甲醚汽车的开发主要是在已经定型的汽车产品上换装二甲醚发动机和安装二甲醚专用装置的二甲醚汽车，当然也可能是全新开发的基本型二甲醚汽车。对于新开发的基本型二甲醚汽车，应按照相应的汽车定型试验规程和本标准适应的要求进行定型试验；对于在已经定型的汽车产品上换装二甲醚发动机和安装二甲醚专用装置的二甲醚汽车，应按本标准的相关要求进行定型试验。2.规范性引用文件与传统汽车相比，二甲醚汽车增加了二甲醚燃料系统，包括燃料加注、储存、滤清、输送及控制的专用装置，为保证二甲醚专用装置及其安装的质量，本标准除引用汽车定型得有关标准外，增加引用了新发布的汽车行业标准：QC/T813-2009二甲醚汽车专用装置技术要求、QC/T814-2009二甲醚汽车专用装置的安装要求。3.术语和定义3.1QC/T813-2009二甲醚汽车专用装置技术要求在采用燃气汽车词汇的同时，规定了燃气汽车专用装置所没有的燃料输送泵、共轨接头、溢流阀、气相连通管、液相连通管的定义。为了与二甲醚发动机的燃料系统相区别，QC/T813-2009规定了二甲醚汽车专用装置的定义。本标准采用QC/T813-2009所确立的上述定义。3.2QC/T813-2009将汽车用二甲醚燃料定义为“二甲醚的质量分数大于或等于99%、甲醇的质量分数小于或等于1%、水的质量分数小于或等于0.5%并含有适量润滑添加剂的汽车用燃料”。考虑到汽车用二甲醚的燃料标准正在制定、某些组分会有所变化的情况，与本标准同时编制的汽车行业标准《车用二甲醚单燃料发动机技术条件》（征求意见稿）采用“是指用甲醇气相法或液相法脱水生成、或由合成气直接合成的满足车用要求的二甲醚燃料”的表述。在本标准中汽车用二甲醚燃料的定义采用汽车行业标准《车用二甲醚单燃料发动机技术条件》（征求意见稿）的定义。4.试验条件和中止试验条件二甲醚是一种在压力容器中储存的车用燃料，在常压下会迅速气化，车辆燃料系统的质量及安装质量关系到车辆和乘员的安全。为了保证这些专用装置的合格性，本标准在4.1.试验条件中，除采用常规燃料车辆的要求外，还规定：1）车用二甲醚专用装置部件应具有合格标记。2）车用液化二甲醚钢瓶作为压力容器，应符合国家《气瓶安全监察规程》的要求，具有生产许可证并应具有规定检验周期内的检验标记及合格证。此外，二甲醚的质量（特别是水和甲醇的质量分数）对车辆的性能和可靠性有一定影响，为保证试验的正常进行，需要对定型试验用燃料提出要求。当前，在汽车用二甲醚燃料标准发布前，试验用汽车用二甲醚应符合汽车行业标准《车用二甲醚单燃料发动机技术条件》（征求意见稿）4.2的规定。将来汽车用二甲醚燃料标准发布后，再采用该燃料标准的规定。在4.2中止试验条件中，除常规燃料车辆的中止试验条件外，还规定燃料系统出现以下任何一种情况，定性试验单位应中止试验或由制造厂改进后再试验：1)二甲醚系统管路断裂，二甲醚输送系统发生严重泄漏；2)车用液化二甲醚钢瓶和二甲醚输送泵的安装部位发生变形损坏，且不能采取措施排除；3)车用液化二甲醚钢瓶及附件、电磁阀、二甲醚输送泵、滤清器、加注口、溢流阀严重损坏不能正常工作。5.试验项目及方法5.1参数测量：主要测量汽车外部尺寸、整车整备质量、最大总质量、轴荷分布，以确定汽车的通过性和是否应进行操纵稳定性试验。5.2专用装置检验：二甲醚汽车与常规燃料汽车不同在于其发动机及专用装置。为了确保二甲醚汽车的质量、性能和安全，已经制定了汽车行业标准：QC/T813-2009二甲醚汽车专用装置技术要求、QC/T814-2009二甲醚客车专用装置的安装要求。参照“汽车产品（公告）规范性要求（修订稿）”对LPG、CNG汽车的专用装置检验要求，本标准要求按汽车行业标准对二甲醚汽车专用装置及其安装进行检验。对专用装置零部件的检验，标准规定按照相关的国家标准或行业标准进行。目前，已经发布的有汽车行业标准：QC/T815-2009汽车用二甲醚加注口，正在制定的有汽车行业标准汽车用二甲醚钢瓶集成阀。随着二甲醚汽车标准化工作的逐渐推进，对二甲醚汽车专用装置零部件的检验将更加规范。5.3二甲醚中含有34.8%的氧，分子中没有C-C键