具有氫燃料噴射功能的EGR對汽油機性能影響研究

具有氫燃料噴射功能的EGR對汽油機性能影響研究

為了降低汽車行業對化石燃料的依賴，同時減少汽車使用對環境產生的影響，需要考慮使用更為清潔的能源代替傳統的化石燃料。甲醇和乙醇被認為是替代傳統汽油最具潛力的燃料類型。由于甲醇和乙醇的物理性質和化學性質與傳統汽油具有顯著差別，為了不對傳統汽油機進行結構修改而能夠直接應用這些醇類燃料，多將這些醇類燃料與汽油混合而形成混合燃料在傳統汽油機中使用。由于醇類燃料的熱值較低，為了保證所需的汽油機性能，因此在傳統汽油機上添加了熱值較高的氫燃料噴射系統，保證汽油機的性能。氫燃料噴射系統主要由廢氣再循環（EGR）系統改造而來。因而，需要分析具有氫燃料噴射功能的EGR對汽油機性能的影響。

通過試驗分析時，采用一臺小排量的單缸汽油機，并將傳統汽油、甲醇含量10%的M10汽油和乙醇含量10%的E10汽油這3種燃油用做試驗。試驗前，對試驗汽油機的EGR系統進行改造，在其中加裝氫燃料噴射系統，將定量的氫燃料與空氣混合后，通過進氣歧管送入到汽油機燃燒室中。氫燃料通過一個承壓能力為15MPa的儲氫罐提供。試驗首先關閉氫燃料噴射系統，設定EGR率為10%，分別進行傳統汽油、M10汽油和E10汽油3種不同燃油下的汽油機性能測試，記錄不同負荷工況下的有效功率、有效熱效率和排放；之后打開氫燃料噴射系統，設定噴射壓力為0.2MPa重復進行傳統汽油和兩種混合燃油下的汽油機性能測試。對比不同情況下的測量結果發現：①與使用傳統汽油的汽油機相比，使用M10和E10的汽油機NOx排放增加，分別增加了56%和61%，而顆粒物和CO排放顯著降低，但采用EGR系統后，能夠有效降低汽油機NOx的排放；②打開氫燃料噴射系統后，M10和E10這兩種燃油在缸內燃燒顯著改善，使汽油機熱效率分別改善了2.7%和3.6%。

Ashish Jaiswaletal.SAE 2017-01-1282.

編譯：王淼