混氢对稀燃汽油机怠速性能的影响试验

在一台安装了氢气电控喷射系统的汽油机上,通过调整喷氢脉宽,研究了氢气占进气体积分数为3%时混氢对稀燃汽油机怠速燃烧与排放性能的影响.试验结果表明,混氢后发动机指示热效率提高;火焰发展期与快速燃烧持续期缩短;过量空气系数为1.3时,平均指示有效压力的循环变动系数由原机的33.9%降低至混氢后的13.7%;稀燃条件下,进气混氢有利于改善汽油机怠速时的HC、CO与NOx排放.     

混氢改善汽油机低怠速性能研究

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸汽油机上,试验研究了混氢对发动机低怠速性能的影响。在怠速转速不变、维持进气混合气处于当量比的条件下,在0～6%的范围内逐渐增加氢气在总进气中的体积分数,测试了发动机转速分别为800、700、600 r/min时的低怠速性能。试验结果表明,纯汽油机怠速为800 r/min时,发动机稳定运行的燃料能量流量Ef为30.8 MJ/h,而当混氢分数增加至6.0%、怠速转速降至600 r/min时,Ef降低至18.6 MJ/h;随进气混氢体积分数的提高,发动机低怠速时的燃烧持续期缩短,HC、CO及NOx排放量降低,循环变动也减小。可见,进气掺氢可有效改善发动机的低怠速性能。     

稀燃纯氢发动机怠速燃烧与循环变动试验

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸发动机上,就怠速、稀燃条件下纯氢发动机的燃烧与循环变动特性进行了试验研究。试验结果表明,在过量空气系数为2.08~3.20,利用原机电子控制单元自动调整点火角及怠速马达开度可以将纯氢发动机怠速转速控制在原机目标怠速(790 r/m in)附近。随着过量空气系数的增加,发动机传热损失有所降低,但平均指示有效压力及燃烧持续期的循环变动略有增加。当过量空气系数由2.08提高至3.20时,每循环进入发动机的燃料能量流量减少约15.4%。     

火花点火天然气掺氢发动机稀燃极限的影响因素

通过试验分析了在天然气中掺入氢气对拓展天然气发动机稀燃极限的作用,并分析了发动机的各种运转参数对燃用不同体积掺氢比的天然气/氢气混合燃料(H2-CNG)稀燃极限的影响.试验结果证明:氢气的掺入可大幅拓展稀燃极限;负荷增大、进气温度升高都有利于提高稀燃极限;在小负荷时,转速提高导致天然气稀燃极限增大,大负荷时情况则相反,而天然气、氢气混合燃料稀燃极限对转速则不敏感.并且针对一种掺氢比和一定的工况,存在一个最佳的点火提前角使得稀燃极限最大.     

氢燃料发动机怠速控制策略制定及参数整定

将某型号汽油机改造成氢燃料发动机,对氢燃料发动机怠速工况下回火现象的生成机理进行理论分析,制定了氢燃料发动机怠速控制策略.通过大量的怠速试验,优化标定了不同控制参数(电子节气门开度、点火提前角、点火闭合时间、氢气喷气正时),对转速控制、回火发生现象进行综合整定.用增量式PID控制算法对怠速进行稳定性研究,并对比例系数、积分系数、微分系数以及控制周期进行整定,得到了比较良好的PID控制参数,实现了高怠速和低怠速的稳定控制.达到了优化控制目标.     

不同掺氢比天然气发动机的燃烧排放特性

在电控喷射、火花点火的增压发动机上进行了掺氢比(氢气占混合气的体积分数)为0～50%HCNG混合气的固定工况试验.又通过改变点火提前角和当量空燃比,找出不同掺氢比混合燃料的最佳点火提前角和稀燃极限.试验结果表明:HCNG发动机最佳点火提前角随掺氢比的增加而减小,指示热效率则随掺氢比的增加而增加;稀燃极限随掺氢比的增加而增加;燃烧持续期随掺氢比的增加而减少,着火延迟期随掺氢比的增加而减少;随着掺氢比的增加,Nox和CO排放量升高,CH4排放量降低.     

稀燃技术在车用内燃机上的应用研究

介绍了汽油机稀薄燃烧的进气道喷射稀燃系统、直接喷射稀燃系统和均质混合气压燃系统,分析了各稀燃系统的特点以及存在的问题,提出了在直接喷射稀燃系统的基础上实现均质混合气压燃燃烧是汽油机稀燃系统技术发展的方向。     

汽油/氢发动机燃烧特性试验与仿真

进行了当量比=1的汽油机和当量比分别为0.8、0.6、0.4的纯氢发动机台架试验.通过对测得的汽油机和氢发动机燃烧缸压数据进行标定,建立了较为准确的AVL Boost汽油机和氢发动机燃烧仿真模型,并进行了仿真.结果表明,氢燃料的特性使得缸内混合气的燃烧速度显著加快,燃烧持续期大幅缩短,导致缸压上升,有效热效率得到提高.当量比为0.4的稀薄工况时纯氢发动机仍可正常运行,发动机燃用氢气可改善发动机性能.     

汽油/氢发动机燃烧特性试验与仿

进行了当量比φ=1的汽油机和当量比分别为0.8、0.6、0.4的纯氢发动机台架试验。通过对测得的汽油机和氢发动机燃烧缸压数据进行标定,建立了较为准确的AVL Boost汽油机和氢发动机燃烧仿真模型,并进行了仿真。结果表明,氢燃料的特性使得缸内混合气的燃烧速度显著加快,燃烧持续期大幅缩短,导致缸压上升,有效热效率得到提高。当量比为0.4的稀薄工况时纯氢发动机仍可正常运行,发动机燃用氢气可改善发动机性能。     

内燃机尾气余热重整制氢混燃性能试验

针对氢气在汽车上不易存储和携带的问题,利用自行设计的一套燃料重整制氢系统回收发动机尾气余热,实现乙醇水蒸气重整制氢.通过改装发动机进气管,将制取的重整气引入发动机,和汽油一起实现混合燃烧.试验中汽油机的转速为1800 r/min,进气压力为61.5 kPa,在不同的过量空气系数下,分别对原机和重整气掺混体积分数2.5％的汽油机的性能进行研究.研究结果表明,随着过量空气系数的增大,重整气中氢气的体积分数越来越大,而一氧化碳的变化趋势则相反.重整气的引入缩短了火焰发展期和快速燃烧持续期,提高了发动机的指示热效率,并降低了HC的排放量,而CO和NOx的排放量略有增加.