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优化氢燃料直喷柴油机性能的研究

2017-12-08王莹

汽车文摘 2017年7期
关键词:混合气喷油热效率

优化氢燃料直喷柴油机性能的研究

世界正面临着化石燃料枯竭和环境恶化的双重危机,寻找新燃料来满足节能、管理、效率和环境保护的可持续发展要求显得尤为重要。研究了将富氢空气作为压燃发动机的燃料。试验是在一台单缸、4冲程风冷、直喷式柴油机Kirlosker TAF1上耦合一个转速1500r/min、功率4.4kW的发电机。喷油正时分别为18.5°、20°、21.5°、24.5°和27.5°,氢气的流速分别为80、120、150g/h。

试验结果表明,满足最大有效热效率和最低能源消耗的最佳条件是混合气中含有16.4%氢气,或是在氢气流速为120g/h、20°喷油正时条件下;最大有效热效率发生在发动机70%负荷下;富氢发动机的最大效率与柴油机80%负荷下的效率接近;在70%负荷、最佳氢气流速和最佳喷油正时下,有效热效率提高了11.6%,相比纯柴油,氢气有更好的燃烧特性;在氢气高流速情况下,由于燃烧过程中氧的可用性减少,致使热效率下降;在70%负荷情况下,相比于纯柴油,利用氢气可使能源消耗降低31.8%,这是因为氢气具有高热值特性,并且发动机是在稀燃条件下运行。

氢气燃烧后的排气温度升高会使燃烧速率提高。虽然排气温度高会使NOx的排放增多,因此可以利用废气再循环(EGR)技术来改善。由于氢烯料直喷柴油机混合气中缺少碳粒子,因此使得其它化合物的排放相应减少。总之,氢是一种对环境有益的燃料。

刊名:Energy(英)

刊期:2014年第65期

作者:Vinod Singh Yadav et al

编译:王莹

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