柴油發(fā)動(dòng)機(jī)因其高熱效率和低碳?xì)浠衔铮℉C)和一氧化碳(CO)排放而被廣泛使用,但氮氧化物(NOx)和顆粒物質(zhì)(PM)排放較高。現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用了各種減少NOx和PM排放的方法,包括使用選擇性催化還原劑和柴油微粒過濾器。然而,這兩種方法在很大程度上取決于使用昂貴的貴金屬作為催化劑,并且該裝置難以對已使用的柴油車輛進(jìn)行改裝。因此,有學(xué)者已經(jīng)提出了各種妥協(xié)策略。
Figure 2.Three-dimensional of the new mixer
一些研究旨在將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為雙燃料或三燃料發(fā)動(dòng)機(jī),以提高其燃料經(jīng)濟(jì)性并減少柴油機(jī)的排放,然而,大多數(shù)研究并未考慮提高發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料混合物的均勻性并準(zhǔn)確控制空燃比。在本文中,設(shè)計(jì)、制造和測試了一種新型空氣燃料混合器(文中Figure 2)。所提出的空氣-氣體燃料混合器設(shè)計(jì)被設(shè)想為適合于將空氣與壓縮天然氣(CNG)以及氫氣和壓縮天然氣(HCNG)的混合物混合,從而得到具有高均勻度指數(shù)的均勻混合物,并且還易于與一個(gè)電子控制單元(ECU)相配合,用于精確控制不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的空燃比。為了優(yōu)化新混合器內(nèi)部的均勻性,我們創(chuàng)建了14個(gè)不同的混合器模型來研究混合器內(nèi)部的直徑、位置和孔數(shù)量對混合物的均勻性和分布的影響。使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析軟件檢查新混合器模型內(nèi)混合物的流動(dòng)行為、分布和均勻性。模擬結(jié)果表明,對于氫氣和壓縮天然氣混合物的空燃比=51.31,模型中的UI值分別為0.939和0.937時(shí)獲得最佳均勻性指數(shù)(UI)值,壓縮天然氣的空燃比=34.15。根據(jù)新型混合器在不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(1000-4000)和空氣-CNG比率為34.15下的數(shù)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,空燃比的實(shí)驗(yàn)值和數(shù)值之間達(dá)到了有意義的 一 致 R2)=0.96,變 異 系 數(shù)(CoV)=0.001494)。