基于AVL-FIRE模拟的氢内燃机转速对其燃烧特性的影响

为了研究转速对氢燃料内燃机燃烧特性的影响规律,对1台经过改装的燃氢内燃机用AVL-FIRE模拟了其燃烧过程,分析了发动机转速对其燃烧特性的影响规律,从分析结果看出,该氢内燃机对中低转速适应性较好.分析成果可为相关研究参考.     

汽油机缸内富氧燃烧的试验研究

富氧燃烧是一种可以实现节约能源和降低污染物排放的内燃机燃烧技术.通过汽油发动机在同一工况工作时,使进气中氧体积分数分别为20.7％、23.2％和25.4％,实现富氧燃烧.研究不同的进气氧体积分数对汽油发动机的燃烧特性和排放特性的影响.研究结果表明：进气氧体积分数增加,发动机缸内压力和燃烧放热率升高,最高燃烧压力相位提前,降低循环波动,发动机燃烧工作稳定;同时减少THC和CO的排放,但NOx的排放量增大.     

内燃机余热甲醇催化重整制氢装置设计及实验研究

氢气随车携带不便,为了能在线产生富氢气体供给内燃机燃烧,并大幅度提高内燃机的热效率,降低排放,降低热、噪声的污染,提出应用内燃机尾气余热对甲醇进行催化重整以产生氢气的方法.设计了一套内燃机余热甲醇催化重整制氢装置,在内燃机排气余热和催化剂的共同作用下,把甲醇水溶液重整成富氢气体.重整反应器为蜂窝陶瓷载体,重整催化剂为Cu/Zn/Al/Zr,采用管式换热器对载体进行加热,甲醇水溶液在载体孔道中发生催化重整反应.实验结果表明:随着发动机排气温度的增加,重整器产氢率提高,在排气温度为350℃时,重整气中氢气的体积分数达到41.9%.达到了实验预期要求.     

基于层次分析-熵值法的氢内燃机异常燃烧风险评估

为了综合评估进气道喷射（PFI）氢内燃机异常燃烧风险,基于层次分析法（AHP）构建了异常燃烧风险系数模型,分别探究喷氢参数对指标层（异常燃烧特征参数）及目标层（异常燃烧风险系数）的影响. 结果表明：通过改变喷氢参数,可以使进气道残余氢气量下降33.4%~41.6%,显著降低了回火的可能性. 当喷氢角度为30°~45°、喷氢流量为4.36~4.96 kg/h时,缸内混合气均匀性系数较大,有利于组织燃烧,却不能保证炽热区域温度等参数处于较低水准. 所构建的异常燃烧风险系数模型能够结合多个特征参数对氢内燃机异常燃烧（早燃及回火）风险进行有效评估. 当喷氢角度为45°、喷氢流量为4.96 kg/h时,各项特征参数均处于合理区间,异常燃烧风险系数下降了3.6%~6.8%,降低了异常燃烧的可能性.     

氢内燃机怠速性能试验研究

为研究氢内燃机的怠速特性,在一台6缸氢内燃机上研究了过量空气系数λ与点火提前角θi对发动机主要性能参数的影响.结果表明:随着λ的增大,最大指示热效率ηi所对应的θi逐步增加,ηi随之增加,NOx排放随之减小;同一λ条件下,NOx排放随着θi增大而增加;氢内燃机怠速时可采用λ2.5的稀混合气,且应适当增大Qi;最大缸压随着λ增加而降低、随着θi增大而上升;不同λ值条件下最大压力升高率的规律基本相似,只是在λ=2.5、θi10°CA时,最大压力升高率基本保持不变。     

进气混氢对汽油机性能的影响

进行了汽油机在怠速和2000r/min条件下的混氢实验,通过对比原机和混氢之后的缸压、排放和油耗,发现氢气的混入可以显著改善缸内燃烧,提高做功能力,对怠速时的排放也有所改善,2000r/min时混氢会使NO_x排放升高.混氢对燃烧的改善使燃油消耗率下降,起到了节油的作用.     

混氢汽油机的燃烧及排放特性试验

针对汽油机热效率低、排放高的问题,通过进气混氢降低汽油机的能耗和排放.在一台4缸汽油机上安装一套电控多点顺序气道氢气喷射系统,可实现汽油和氢气在进气道的现场混合.在发动机转速为1 500 r/min及理论当量比条件下,选择混氢体积分数为1%、1.5%、2%、3%的4种不同进气,对混氢汽油机的燃烧与排放特性进行了试验研究.试验结果表明:在混氢体积分数为3%的工况下,与原机相比,发动机制动热效率平均提高了3.23%,缸压峰值的循环变动平均减少了3.18%.随着进气中氢气体积分数的增加,发动机着火滞燃期和燃烧持续期缩短,燃烧峰值压力增加,CO_2与HC排放明显降低,但NO_x与CO排放有所增加.混氢对改善发动机性能效果显著.     

用水产生氢驱动汽车

以色列科学家新发明了一种装置．可以在汽车上用水产生氢来驱动汽车．使之成为零排放交通工具。这种装置的工作原理是：通过水和硼发生反应产生氢．氢再进入内燃机燃烧或装入一个燃料电池发电。科学家称．为使硼和水发生反应．必须先把水加热到数百摄氏度．使其变为蒸汽。因此．车辆仍然需要某种启动动力．如电瓶。当发动机启动后．硼和水经过氧化反应产生的热量能为进入发动机的水加热,产生的氢则可从发动机转移并储存起来．用作启动燃料。氢在内燃机中燃烧或在燃料电池中反应时产生的水也可以收集并循环到车辆的燃料箱里．使得整个过程在车上完成,真正做到无排放。硼和水产生的唯一副产品氧化硼可以再加工，转变成硼并循环利用。     

氨燃料及应用技术研究进展

在全球碳中和形式的驱动下,发展替代传统化石燃料的绿色可再生能源迫在眉睫.氢气被视为最有前景的可再生燃料之一,但其储存和运输等技术问题难以突破.氨(NH₃)作为一种富含氢的无碳清洁燃料,其能量密度高、辛烷值高、易于储运等诸多优点逐渐引起了人们的广泛关注,在动力输运及热力发电等领域具有极大的研发价值;与此同时,氨燃烧也伴随着燃烧不稳定、NO_x排放高等问题.文章介绍了氨燃料的物理特性、基本燃烧特性以及化学燃烧机理的研究现状,讨论了氨与其他传统燃料相比的优势与劣势,随后概述了目前国内外氨燃料应用技术,并对氨燃料的发展趋势进行了前景展望.     

掺氢汽油机燃烧过程的准维模型构建

为研究不同工况下掺氢汽油机燃烧特性,构建并验证了用于计算掺氢汽油机缸内燃烧过程的准维模型.模型基于理想气体状态方程、质量守恒方程、热力学第一定律,建立双区热力学微分方程组,通过湍流卷吸模型确定燃烧放热率,通过掺氢汽油层流火焰速率关联式反映掺氢对混合气火焰特征的影响规律,并利用MATLAB数值分析软件完成方程组的求解过程.结合内燃机台架试验,对不同掺氢体积分数、混合气当量比、进气道压力条件下模型的准确性进行了验证.对比结果表明,该模型能准确地反映不同运行条件下掺氢汽油机的燃烧特性.     

内燃机数字原型系统的研究与应用

阐述了数字原型系统在内燃机零部件设计中的实施步骤,根据自顶向下设计的思路确定内燃机产品结构定义和零部件间的参数传递及控制过程,采用基于特征的参数化技术研究内燃机零部件模型的参数化生成和控制方法.通过内燃机零部件设计实例,说明如何利用数字原型系统实现内燃机零部件的快速设计.该系统可以大大缩短内燃机及其零部件设计开发周期,提高企业的产品应变能力和新产品开发能力.     

内燃式水泵方案分析与设计

为解决传统的内燃机-柱塞式水泵组合系统存在的效率低、成本高等问题．采用将传统内燃机与柱塞泵工作原理、技术及结构集成的方法，研制出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现泵水功能的内燃式水泵。根据其工作原理提出了分别采用液压蓄能器、组合弹簧和飞轮提供回程动力的3种设计方案，并采用评分法对其进行了分析评价和选择，根据选出的方案完成了结构设计。仿真计算结果表明，内燃式水泵与内燃机-柱塞式水泵组合系统相比输出功率、有效热效率全工况相对改善13％以上，燃油消耗率全工况相对改善12％以上。     

Thermal efficiency characteristics of hydrogen internal combustion engine

To study the economic advantages of hydrogen internal combustion engine,an experimental study was carried out using a 2.0Lport fuel-injected(PFI)hydrogen internal combustion engine.Influences of fuel-air equivalence ratioΦ,speed,and ignition advance angle on heat efficiency were determined.Test results showed that indicated thermal efficiency(ITE)firstly increased with fuel-air equivalence ratio,achieved the maximum value of 40.4%(Φ=0.3),and then decreased whenΦ was more than 0.3.ITE increased as speed rises.Mechanical efficiency increased as fuel-air equivalence ratio increased,whereas mechanical efficiency decreased as speed increased,with maximum mechanical efficiency reaching 90%.Brake thermal efficiency(BTE)was influenced by ITE and mechanical efficiency,at the maximum value of 35%(Φ=0.5,2 000r/min).The optimal ignition advance angle of each condition resulting in the maximum BTE was also studied.With increasing fuel-air equivalence ratio,the optimal ignition angle became closer to the top dead center(TDC).The test results and the conclusions exhibited a guiding role on hydrogen internal combustion engine optimization.     

内燃机缸内气体流动与燃烧的大型计算程序向微机移植

介绍了将大型计算机使用的内燃机缸内气体流动与燃烧数值计算程序向４８６微机移植过程中，由于运行环境的改变所出现的问题及其解决的途径与方法。     

A review of engine application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas

The application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas is reviewed in this paper.Discussions include the combustion characteristics of direct injection engine fueled with hydrogen enriched natural gas,visualization study of direct injection combustion of hydrogen enriched natural gas using a constant volume vessel,and the fundamental study of turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas.The effect of additional hydrogen on the combustion process of natural gas engine is investigated from the fundamental view of the interaction between combustion reaction and turbulent flow.     

内燃机理论循环有限时间热力学理论的发展

简要回顾了有限时间热力学理论的发展，着重介绍了内燃机理论循环的有限时间热力学理论，比较全面地论述了近二十年有限时间和有限尺寸约束条件下的内燃机热力过程和装置的性能优化问题，以及内燃机工作过程有限时间热力学分析的发展趋势。     

提高涡轮增压内燃机效率的探讨

本文首先论述了内燃机在工业交通各领域的广泛应用以及内燃机节能的必要性和重大意义。其次对涡轮增压内燃机进行全面(火用)分析,(火用)平衡和(火用)效率的计算。最后对如何进一步减少(火用)损失进行探讨,指出了提高内燃机(火用)效率的途径。     

LNG在内燃机中的应用分析

随着中国能源结构的调整和低温制冷和绝热技术的快速发展,LNG（液化天然气）的使用越来越广泛,作为内燃机新能源是LNG应用的一个重要方面。作为清洁能源,LNG拥有占用体积小、能量储存密度大、燃烧性能好、热值高等诸多优点。从LNG的资源情况、物性特征、燃烧特征和安全性等方面介绍了LNG作为内燃机新能源的优势,从技术角度分析了LNG内燃机的特点、技术问题及展望,分析了应用LNG内燃机对环境和节能方面的贡献。