天然气/氢气缸内直喷发动机的EGR性能与排放研究

"该研究探讨了一台缸内直喷天然气/氢气混合燃料发动机在引入废气再循环（EGR）情况下的性能与排放表现。实验分析了EGR率、掺氢比例以及喷射时间对发动机的平均有效压力（BMEP）、有效热效率、NOx、HC和CO排放的影响。" 在工程技术领域，尤其是内燃机设计和优化中，缸内直喷技术和废气再循环系统是两个重要的技术手段。缸内直喷技术允许燃料更精确地注入到燃烧室，提高了燃烧效率和发动机性能。而废气再循环（EGR）则是将部分废气重新引入进气系统，以此降低燃烧温度，减少氮氧化物（NOx）的排放。 本论文的研究主要关注了天然气/氢气混合燃料的发动机，其中氢气的掺入改变了燃料的燃烧特性。实验结果显示，当EGR率较低时，掺入氢气能够降低BMEP和有效热效率，而在EGR率较高时则能提升这两项指标。这是因为氢气的高燃烧速度和低热值导致了燃烧过程的变化。同时，随着EGR率的增加，BMEP下降，有效热效率先降后升，这表明适当的EGR可以改善发动机的工作效率。 在排放方面，NOx排放量随着EGR率的提高而降低，这是EGR降低燃烧温度的结果。然而，NOx排放会随着氢气掺入比例的增加而升高，因为氢气的快速燃烧可能导致局部高温区域增多。HC排放与EGR的关系相反，EGR率增加时其排放量上升，但掺氢比例增加会导致HC排放下降，这可能是因为氢气的燃烧更完全。CO排放量基本不受EGR率影响，但随着氢气掺入比例的增加，CO排放会上升，暗示了燃烧不完全的可能性。 此外，论文还讨论了喷射时刻对平均指示压力变动系数（CIMEPP）的影响，晚喷射时CIMEPP的增加趋势更加显著，而掺氢能有效降低这一系数，这有助于稳定燃烧过程并优化发动机性能。 这项研究揭示了在缸内直喷天然气/氢气混合燃料发动机中，EGR、氢气掺入比例以及喷射时间如何相互作用影响发动机性能和排放，为优化此类发动机的设计提供了理论依据。未来的研究可能需要进一步探索如何平衡这些因素以实现更高效、更低排放的发动机运行。