柴油-氫雙燃料直噴式柴油機性能研究

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)動機。氫氣從進(jìn)氣口輸入，與此同時將柴油噴入氣缸中。使用電子氣體噴射器和電子控制單元來控制進(jìn)氣時刻及該時刻的時間長度。研究使用的是單缸直噴柴油機。氫氣噴入時刻固定在發(fā)動機活塞位于上止點，并且進(jìn)氣過程時間控制在曲軸角度分別為30°、60°和90°。柴油的噴入時刻控制在點火提前角為23°。

試驗結(jié)果表明：①CO、CO2和HC的排放濃度急劇減小到可以忽略不計；②在柴油機滿負(fù)荷并且進(jìn)氣時間為60°的情況下，NOx的排放從1500×10-6減少到250× 10-6；③當(dāng)柴油機工作在氫氣和柴油雙燃料模式下時,溫室氣體和PM排放的減少主要是因為氫氣的燃燒使得氣缸內(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柴油機的有效熱效率從20%左右上升到了25%；⑤在進(jìn)氣持續(xù)時間控制在60°時，與使用定時噴氣技術(shù)的滿負(fù)荷普通柴油機相比，單位能量消耗率下降了15%，而HC的排放下降了80%，這主要是因為氫氣的燃燒使得廢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