為了提高氫氣利用率,了解預(yù)混氫氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的影響,以WP7.270渦輪增壓6缸柴油機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象,在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下采用進(jìn)氣歧管噴氫方式進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn),試驗(yàn)燃料總質(zhì)量恒定,增加氫氣替代率直到發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出爆震指示,并與原機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明:氫氣最大置換率為83%,噴油正時(shí)提前,發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率最大提高7.7%,缸內(nèi)峰值壓力最大提高39.6%, CO₂、 CO、HC和炭煙排放減少,NO_x排放升高,但在30%負(fù)荷下NO_x排放明顯降低,且CO₂排放幾乎為零,但燃燒不穩(wěn)定。

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圖1臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

表1柴油機(jī)主要性能參數(shù)參數(shù)數(shù)值進(jìn)氣方式增壓中冷氣缸數(shù)6缸徑/mm108行程/mm130排量/L7.14壓縮比18∶1最大扭矩/N·m1100最大扭矩轉(zhuǎn)速/r·min-11500標(biāo)定功率/kW199標(biāo)定功率轉(zhuǎn)速/r·min-123....

圖2發(fā)動(dòng)機(jī)爆震極限時(shí)氫氣最大替代率

發(fā)動(dòng)機(jī)爆震極限時(shí)氫氣的最大替代率如圖2所示。從圖中可知,在4種不同的轉(zhuǎn)速下,氫氣替代率均隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而減小,氫氣的噴入量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增大。這是由于氫氣替代率的增加促進(jìn)了燃燒反應(yīng)的進(jìn)行,火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?在爆震極限設(shè)置氫氣替代率的對(duì)應(yīng)閾值,保證較低負(fù)荷下有較大的氫....

圖3原機(jī)與預(yù)混氫柴油機(jī)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率

熱效率是評(píng)價(jià)柴油機(jī)燃燒性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。試驗(yàn)條件相同下,發(fā)動(dòng)機(jī)效率越高,氣缸峰值壓力越高,發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩越大,整車加速性能也越好。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變,熱效率隨負(fù)荷的增加而增加(見圖3),這與文獻(xiàn)[15]研究結(jié)果相反,原因是以往研究中噴油正時(shí)固定,而本研究噴油正時(shí)由ECM實(shí)時(shí)改變,隨著噴....

圖41400r/min時(shí)缸內(nèi)壓力變化

圖4表明,預(yù)混氫柴油機(jī)相比原機(jī)缸內(nèi)壓力發(fā)生顯著變化,預(yù)混氫柴油模式下,缸內(nèi)壓力在燃燒起始之前隨著負(fù)荷的增加而上升,在負(fù)荷為50%和60%時(shí),峰值壓力出現(xiàn)在9°ATDC和11°ATDC處,預(yù)混氫柴油機(jī)相比原機(jī)缸內(nèi)峰值壓力分別提高了39.6%和28.4%。這是由于氫氣的高燃燒速率使....

本文編號(hào)：3979504