合成气-汽油机燃烧和排放的试验研究

合成气-汽油机燃烧和排放的试验研究

对合成气（指CO和H2的混合物，尤指由煤产生的可燃性气体，主要用于化学和生物加工以及甲醇的生产）加入到1.6L汽油机中，在贫油条件对其燃烧性能的影响进行了研究。其中乙醇催化分解所产生的合成气主要由H2和CO组成。重整反应器安装在发动机尾管，以产生合成气。在试验期间，该发动机在转速1800r/min和歧管绝对压力61.5KPa的工况下运行。为获得最大制动力矩,对点火正时进行测试研究。发动机点火正时、喷油正时和汽油的持续喷射时间由混合动力电子控制单元控制,该控制单元连通于发动机原始电子控制单元。总进气中合成气体积分数在0～1.84%范围，降低汽油流速以确保在气缸的燃料-空气混合物比例为1.2∶1。试验结果证实，该合成气除有助于提高指示热效率,还可缩短燃烧时间。在加入合成气之后，除在稀薄燃烧条件下，HC、NOx的排放量和每立方厘米的颗粒总数都减少。

传统的火花点火（SI）发动机的燃烧不完全，会排放出大量的有毒排放物。H2有许多显著的良好燃烧性能，如低点火能量、高火焰传播速度等。作为主要的替代能源，H2不仅有助于减少对化石燃料的依赖,而且能提高发动机的燃烧和排放性能。前人研究了富含H2的压缩天然气发动机（HCNG）,在不同的空气过剩率和点火正时的情况下,随着H2浓度不同，研究其对燃烧的影响。人们发现，在燃料中加入H2可以降低燃油消耗，延长稀燃极限，并且对加H2燃料的发动机燃烧和排放特性进行了研究。

根据测试结果，缩短火焰开始和传播的持续时间，并且在稀薄燃烧、H2富集的情况下，可改善发动机的热效率。Collier等人发现，HCNG的HC排放降低，并且在加入H2燃料添加剂后，可以提高发动机的燃烧性能，并减少有毒排放物的排放，燃烧稳定性也得到了改善，但存在H2运输和储存而导致的车辆安全问题。不过，乙醇（CDE）利用排放尾气的余热催化分解生成合成气的技术,为解决上述问题提供了一种可行的方案。合成气的主要成分是H2和C的混合物。合成气可以用来提高发动机的整体效率和性能。

Chang WeiJi.International Jounal of Hydrogen Energy 38(2013)11169-11173.

编译：祁祥