低壓氫氣直噴式噴油器

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低壓氫氣直噴式噴油器

開發了一個低壓氫氣直噴式噴油器，其具有在純氫狀態下無潤滑運行能力，可滿足靜態發動機以轉速為1500r/min運行時每缸產生7.5kW功率所需氫氣質量流量。為表征噴油器特性，使用相應的測試標準，搭建含科氏質量流量計的噴油器測試臺，且通過激光三角法來測量針閥升程。最終的設計基于商用噴油器需求，而對控制器、針閥驅動及特殊表面參數進行優化。此噴油器在工作臺干燥條件下，經100萬次測試無故障或嚴重磨損痕跡。與現有噴油器相比，其所需質量流率在850kPa低壓下可實現。

隨著噴油器入口處氫氣壓力降低，且噴油器經磨合期后各項性能指標均達到最佳，則噴油器氫氣泄漏率會減少到非常低的水平，可滿足實際使用需求。通過不同材料的組合或涂層可實現噴油器表面參數優化，以防止磨損，其中DLC涂層表現出非常良好的耐磨損和擦傷性能。試驗結果顯示，在850kPa的低壓力下，該噴油器可實現3.91kg/h的靜態氫質量流量。由于搭載液體有機氫載體（LOHC）發動機工作時，氫氣從載體中釋放后其壓力和環境壓力相同，且相對較低，而一般的噴油器要求燃料入口壓力較高，燃料在進入噴油器噴射前需被再次壓縮至較高壓力，但這樣會降低系統整體效率，因此采用低壓噴射氫氣直噴式噴油器尤其適用于搭載LOHC的氫燃料發動機。所研究的低壓氫氣直噴式噴油器將用于小型氫能源熱電聯供單元，隸屬于巴伐利亞氫燃料研究中心聯合五所巴伐利亞大學共同研發的LOHC儲能項目。

Moritz Schumacher et al. SAE 2014-01-2699.

編譯：苗志慧