不同引燃方式下氨掺氢燃烧对发动机的性能影响

作     者：王彬彬 胡登 王贺春 杨传雷 王银燕 WANG Binbin;HU Deng;WANG Hechun;YANG Chuanlei;WANG Yinyan

作者机构：哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      面：1102-1110页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080703[工学-动力机械及工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082402[工学-轮机工程] 0703[理学-化学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52171298) 博士研究生科研创新基金项目(3072023GIP0303) 

主　　题：发动机 柴油引燃 氢气引燃 氨气 氢气 燃烧性能 排放性能 氨逃逸 

摘      要：氨被认为是最有前景的零碳燃料之一,但掺氨量过大时氨逃逸现象严重,故将氨中掺混一定比例氢气,促进缸内燃烧反应进行,并将引燃柴油替换成氢气实现零碳燃烧。本文使用CONVERGE软件进行仿真,模拟了柴油引燃与氢气引燃时,氨掺氢对发动机燃烧和排放性能的影响。研究发现在柴油引燃时,当掺氢比为30%时与0时相比,缸内爆压、功率升高,燃油消耗率下降,氨逃逸占比下降,NO_(x)排放升高,CO_(2)零增长,soot、HC等排放改善;在氢气引燃时,当掺氢比为30%时与0时相比,缸内爆压、功率升高,燃油消耗率下降,氨逃逸占比下降,NO_(x)排放升高4倍,燃烧前后CO_(2)零增长,掺氢燃烧后改善了发动机整体性能,柴油引燃模式缸内直喷氨气掺混30%氢是实现净零碳排放较优方案。研究结果为氨燃料的实用性提供了依据,并可用于指导试验研究。