為了提高氫氣利用率,了解預混氫氣對發(fā)動機爆震的影響,以WP7.270渦輪增壓6缸柴油機為試驗對象,在不同轉(zhuǎn)速和負荷下采用進氣歧管噴氫方式進行臺架試驗,試驗燃料總質(zhì)量恒定,增加氫氣替代率直到發(fā)動機發(fā)出爆震指示,并與原機數(shù)據(jù)進行對比。研究結果表明:氫氣最大置換率為83%,噴油正時提前,發(fā)動機熱效率最大提高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臺架試驗系統(tǒng)結構簡圖

表1柴油機主要性能參數(shù)參數(shù)數(shù)值進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標定功率/kW199標定功率轉(zhuǎn)速/r·min-123....

圖2發(fā)動機爆震極限時氫氣最大替代率

發(fā)動機爆震極限時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)動機負荷的增加而減小,氫氣的噴入量隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高而增大。這是由于氫氣替代率的增加促進了燃燒反應的進行,火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?在爆震極限設置氫氣替代率的對應閾值,保證較低負荷下有較大的氫....

圖3原機與預混氫柴油機模式下發(fā)動機的熱效率

熱效率是評價柴油機燃燒性能的一項重要指標。試驗條件相同下,發(fā)動機效率越高,氣缸峰值壓力越高,發(fā)動機扭矩越大,整車加速性能也越好。發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變,熱效率隨負荷的增加而增加(見圖3),這與文獻[15]研究結果相反,原因是以往研究中噴油正時固定,而本研究噴油正時由ECM實時改變,隨著噴....

圖41400r/min時缸內(nèi)壓力變化

圖4表明,預混氫柴油機相比原機缸內(nèi)壓力發(fā)生顯著變化,預混氫柴油模式下,缸內(nèi)壓力在燃燒起始之前隨著負荷的增加而上升,在負荷為50%和60%時,峰值壓力出現(xiàn)在9°ATDC和11°ATDC處,預混氫柴油機相比原機缸內(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....

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