柴油-氫雙燃料直噴式柴油機性能研究

柴油-氫雙燃料直噴式柴油機性能研究

氫燃料被認為是在不久的將來可解決導致溫室氣體排放問題的最為關鍵的清潔能源，其既可以保護環境，也可以減少傳統燃料的使用量。研究了使用柴油和氫的雙燃料發動機。氫氣從進氣口輸入，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動機活塞位于上止點，并且進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在柴油機滿負荷并且進氣時間為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在進氣持續時間控制在60°時，與使用定時噴氣技術的滿負荷普通柴油機相比，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