柴油-氫雙燃料直噴式柴油機(jī)性能研究

氫燃料被認(rèn)為是在不久的將來可解決導(dǎo)致溫室氣體排放問題的最為關(guān)鍵的清潔能源，其既可以保護(hù)環(huán)境，也可以減少傳統(tǒng)燃料的使用量。研究了使用柴油和氫的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。氫氣從進(jìn)氣口輸入，與此同時(shí)將柴油噴入氣缸中。使用電子氣體噴射器和電子控制單元來控制進(jìn)氣時(shí)刻及該時(shí)刻的時(shí)間長(zhǎng)度。研究使用的是單缸直噴柴油機(jī)。氫氣噴入時(shí)刻固定在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞位于上止點(diǎn)，并且進(jìn)氣過程時(shí)間控制在曲軸角度分別為30°、60°和90°。柴油的噴入時(shí)刻控制在點(diǎn)火提前角為23°。

試驗(yàn)結(jié)果表明：①CO、CO2和HC的排放濃度急劇減小到可以忽略不計(jì)；②在柴油機(jī)滿負(fù)荷并且進(jìn)氣時(shí)間為60°的情況下，NOx的排放從1500×10-6減少到250× 10-6；③當(dāng)柴油機(jī)工作在氫氣和柴油雙燃料模式下時(shí),溫室氣體和PM排放的減少主要是因?yàn)闅錃獾娜紵沟脷飧變?nèi)燃料燃燒得更加充分，煙塵的排放從6.8BSN減小到了1.8BSN，NOx排放也同步減少；④柴油機(jī)的有效熱效率從20%左右上升到了25%；⑤在進(jìn)氣持續(xù)時(shí)間控制在60°時(shí)，與使用定時(shí)噴氣技術(shù)的滿負(fù)荷普通柴油機(jī)相比，單位能量消耗率下降了15%，而HC的排放下降了80%，這主要是因?yàn)闅錃獾娜紵沟脧U氣中含氫的排放物大大減少，而氣缸內(nèi)壓力變化值表明，在雙燃料模式下峰值壓力迅速增加。

刊名：Journal of Scientific &Industrial Research（英）

刊期：2016年第1期

作者：Marion Merklein et al

編譯：魯蘭