合成氣-汽油機(jī)燃燒和排放的試驗(yàn)研究

對合成氣（指CO和H2的混合物，尤指由煤產(chǎn)生的可燃性氣體，主要用于化學(xué)和生物加工以及甲醇的生產(chǎn)）加入到1.6L汽油機(jī)中，在貧油條件對其燃燒性能的影響進(jìn)行了研究。其中乙醇催化分解所產(chǎn)生的合成氣主要由H2和CO組成。重整反應(yīng)器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)尾管，以產(chǎn)生合成氣。在試驗(yàn)期間，該發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速1800r/min和歧管絕對壓力61.5KPa的工況下運(yùn)行。為獲得最大制動(dòng)力矩,對點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行測試研究。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)、噴油正時(shí)和汽油的持續(xù)噴射時(shí)間由混合動(dòng)力電子控制單元控制,該控制單元連通于發(fā)動(dòng)機(jī)原始電子控制單元。總進(jìn)氣中合成氣體積分?jǐn)?shù)在0～1.84%范圍，降低汽油流速以確保在氣缸的燃料-空氣混合物比例為1.2∶1。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，該合成氣除有助于提高指示熱效率,還可縮短燃燒時(shí)間。在加入合成氣之后，除在稀薄燃燒條件下，HC、NOx的排放量和每立方厘米的顆粒總數(shù)都減少。

傳統(tǒng)的火花點(diǎn)火（SI）發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒不完全，會(huì)排放出大量的有毒排放物。H2有許多顯著的良好燃燒性能，如低點(diǎn)火能量、高火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊?。作為主要的替代能源，H2不僅有助于減少對化石燃料的依賴,而且能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和排放性能。前人研究了富含H2的壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)（HCNG）,在不同的空氣過剩率和點(diǎn)火正時(shí)的情況下,隨著H2濃度不同，研究其對燃燒的影響。人們發(fā)現(xiàn)，在燃料中加入H2可以降低燃油消耗，延長稀燃極限，并且對加H2燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放特性進(jìn)行了研究。

根據(jù)測試結(jié)果，縮短火焰開始和傳播的持續(xù)時(shí)間，并且在稀薄燃燒、H2富集的情況下，可改善發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。Collier等人發(fā)現(xiàn)，HCNG的HC排放降低，并且在加入H2燃料添加劑后，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能，并減少有毒排放物的排放，燃燒穩(wěn)定性也得到了改善，但存在H2運(yùn)輸和儲(chǔ)存而導(dǎo)致的車輛安全問題。不過，乙醇（CDE）利用排放尾氣的余熱催化分解生成合成氣的技術(shù),為解決上述問題提供了一種可行的方案。合成氣的主要成分是H2和C的混合物。合成氣可以用來提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體效率和性能。

Chang WeiJi.International Jounal of Hydrogen Energy 38(2013)11169-11173.

編譯：祁祥