火花-氢混燃发动机EGR下循环变动规律及影响因素分析

本文主要探讨了火花点火式天然气掺氢发动机与废气再循环(EGR)技术相结合时的循环变动规律。研究由黄彬、胡二江等学者在西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室进行，他们针对不同EGR率和掺氢比对发动机工作性能的影响进行了深入实验分析。 首先，研究发现，当EGR率增加时，尽管缸内最高压力和最大压力的升高率可能会有所下降，但循环变动却随之增加。这表明随着废气回流比例的增大，燃烧过程中的不均匀性增强，可能导致燃烧效率降低，同时最高压力与对应曲轴转角的相关性减弱，表明燃烧过程的稳定性受到影响。 其次，平均指示压力在EGR率提高时呈现下降趋势，并且其分布变得更加分散。这暗示着EGR可能在一定程度上降低了发动机的热效率，同时平均指示压力与最高压力对应的曲轴转角的相关性也有所减小，说明EGR对燃烧过程的协调性产生了影响。 另一方面，固定EGR率时，随着氢气掺混比例的提升，燃烧稳定性得到了增强，循环变动也随之减少。这表明氢气的添加有助于改善混合气的燃烧质量，从而减少循环间的波动，提高发动机的稳定性和经济性。 研究还指出，EGR率对平均指示压力的循环变动系数具有非线性关系。低EGR率时对循环变动的影响相对较小，而随着EGR率的增加，循环变动系数会显著上升。然而，在高转速工况下，由于缸内气体运动增强，发动机可以在较大EGR率下维持较低的循环变动系数，表明转速对这种关系有调节作用。 最后，关键词“循环变动”、“EGR”、“天然气”、“氢气”和“发动机”强调了这项研究的核心内容，即在现代发动机优化中，如何通过合理配置EGR和氢气掺混来改善燃烧过程的稳定性和效率，这对理解和改进实际应用中的燃气发动机设计具有重要意义。 总结来说，这项研究提供了关于火花点火天然气掺氢发动机与EGR结合时燃烧特性变化的重要数据，为优化此类发动机的工作性能和节能减排提供了有价值的参考依据。