氢内燃机NOx排放特性的试验研究

以一台2.0L氢内燃机为测试对象,对其排放及燃烧特性进行了试验研究,探讨了NOx随当量比Φ点火提前角的变化关系.试验结果表明:在Φ=0.88时,NOx生成量达到最大;在Φ<0.88时,NOx的生成量随Φ的增加而增加;在0.88<Φ<1.2时,NOx生成量随Φ的增加急剧减少;当混合气比较稀薄时,点火提前角对NOx的贡献率相对较小.研究结果可用于氢内燃机稀薄燃烧技术的开发,可有效降低氢内燃机NOx排放.     

点燃式氨氢燃料发动机燃烧与排放模拟研究

通过三维数值仿真方法研究了化学当量比下掺氢比和点火时刻对点燃式氨氢燃料发动机燃烧与排放的影响。结果表明,增加掺氢比可加速火焰传播,缩短燃烧持续期,提高缸内压力和温度峰值。随着掺氢比增加,未燃氨和N₂O排放减少,燃料型和热力型NO生成增多。点火时刻的适当提前可有效改善燃烧特性,平衡NO、N₂O和未燃氨的排放。随着点火时刻的推迟,NO排放减少,N₂O和未燃氨排放呈相反趋势。然而,过于推迟点火会造成较多未燃氨排放,导致放热不完全,指示热效率下降。     

不同点火提前角时HCNG发动机的燃烧与排放特性

在一台火花点火天然气发动机上开展了在不同点火提前角下燃用不同体积掺氢比(O%～50%)的天然气掺氢燃料(HCNG)的试验研究,进行热效率、燃烧放热率、循环变动及排放特性的分析.结果表明:与原天然气发动机相比,HCNG发动机的最大扭矩点火提前角(MB了)减小,MBT时指示热效率变化不大;点火提前角增大时,火焰发展期增长,最大压力变动率减小,快速燃烧期和平均指示压力变动率先减小后增大;在相同点火提前角时,以上4个参数均随掺氢比的增加而减小.N0x、CO排放浓度随掺氢比增加而增大,CH4排放則相反.     

氢燃料发动机燃烧过程模拟与分析

在分析氢作为内燃机燃料特性的基础上,针对氢气与空气的混合与燃烧过程的空间分布特性比汽油均匀的特点,提出并建立了单区模型对氢燃料发动机燃烧过程进行模拟与分析.结果显示,缸内压力与放热率的计算值与试验值相对误差在3%以内,曲线形态吻合度较高.较好地反映出实际的燃烧情况.表明采用单区模型进行氢燃料发动机燃烧过程的模拟与分析能够保证较高的准确性,进一步分析了点火提前角、当量比对燃烧过程的影响,结果表明它们对燃烧过程有较大影响.因此,控制点火提前角、当量比是调整与改善氢发动机性能的重要手段.     

增压稀燃天然气掺氢发动机排放特性

为了研究20%掺氢比的增压稀燃天然气掺氢(HCNG)发动机的排放特性,通过对发动机进行了空燃比和点火提前角调整试验、ETC循环测试试验和加装氧化型催化器试验,获得了20%HCNG发动机的排放规律.CH4排放随着空燃比的增大先减少后增加;CO排放在高于理论空燃比后骤减;Nox排放随着空燃比的增大先增加后减少,在空燃比19～21 左右达到最大值,1600～1800r/min时最低.CO、Nox随着点火提前角的增大而增加;CH4随着点火提前角的增大略有增加,并且点火提前角越大,对CH4排放的影响越小.加装催化器后,CO、CH4的转化效率均＞90%.试验结果表明:增压稀燃和氧化型催化器相结合是天然气掺氢发动机节能减排的有效方案.     

热EGR对氢内燃机性能及排放影响的试验研究

氢内燃机燃烧产物与传统内燃机不同,因此其EGR的作用机制与传统内燃机有很大差别.为了研究EGR对氢内燃机的动力性和排放特性的影响规律,以一台4缸2.0 L的氢内燃机为研究对象进行了试验研究,并探讨了缸内燃烧的发展过程和特点.试验表明:在循环喷氢量不变时,可以通过调节EGR率改变混合气的当量燃空比.在当量燃空比小于1时,EGR率的变化对输出转矩影响不大,在当量燃空比超过1后,输出转矩随EGR率的增加线性下降;在小负荷时使用热EGR将导致缸内温度的升高、增大NO相似文献   

稀燃天然气掺氢发动机的热效率与排放特性

为了分析在天然气中掺入不同体积比的氢气对发动机经济性和排放性的影响,在一台6缸火花点火天然气发动机上开展了体积掺氢比在不同工况下对热效率和排放特性影响的试验研究.结果显示掺氢可以拓宽发动机的稀燃极限,提高燃烧速度,使得最佳转矩点火提前角(MBT)相对推迟;在点火提前角不变的情况下掺氢对热效率没有明显优势,而且会使NOx排放升高.而在MBT时,掺氢可以一定程度上提高发动机的指示热效率,降低未燃CH4和CO的排放,改善NOx与未燃碳氢(主要为CH4)的trade-off关系.掺氢的优势还体现在可以让发动机高效的工作在更稀的情况下,从而有利于降低NOx的排放和传热损失.     

电控汽油喷射对发动机排放影响的试验研究

研究了电控单点汽油喷射发动机中空燃比、点火正时、喷油间隔、喷油定时、进气系统和发动机的负荷对排放的影响。试验结果表明：上述因素对发动机排放都具有明显的影响，但在均质混合气燃烧过程中，空燃比和点大提前角是影响发动机排放的最主要因素，而其它因素则是通过影响空燃比或点火提前角来间接地影响发动机的排放。     

气体机点火时刻和燃料当量比对气耗影响的研究

研究了天然气(LNG)发动机点火提前角与燃料当量比对燃料消耗率的综合影响,对点火过程的各阶段进行了分析,对不同当量比的混合气燃烧过程进行了对比,通过改变点火提前角和燃料当量比,得到不同工况下发动机的点火提前特性和燃料调整特性,本次试验数据表明:在各工况下,要获得最低的燃料消耗率,点火提前角与燃料当量比均存在一个最佳值,选择较合适的点火提前角与燃料当量比,使天然气发动机可以兼顾低速动力性与高速经济性。     

自由活塞氢内燃机性能仿真分析

利用MATLAB/Simulink对自由活塞氢内燃机建立动力学与热力学模型,运用状态机描述工作过程中离散状态及事件,并对工作过程进行数值模拟,研究点火位置与燃空当量比对自由活塞氢内燃机性能的影响。仿真研究结果表明：点火位置适当推后有助于提高自由活塞氢内燃机指示功率与指示热效率;增大燃空当量比可以提高自由活塞氢内燃机压缩比与运行频率,指示功率显著增大,指示热效率在燃空当量比为0.7时最高。