氢内燃机汽车与传统内燃机汽车的经济性比较研究

为研究氢内燃机汽车推广应用潜在的经济价值,对氢气的生产成本、氢内燃机汽车的改装成本、运行成本进行了调查研究,探讨了轿车和公交车改装氢内燃机后潜在的碳交易收益。研究结果表明,当前技术条件下,氢气使用成本为2～2．5元,m3与汽油轿车相比,氢内燃机轿车可节省35％左右的燃料费用：与城市单层中型柴油公交车相比,氢内燃机公交车可节省20％左右的燃料费用。在不考虑政府补贴的前提下,氢内燃机轿车运行3年的碳排放收益与运营成本节约能够抵消改装成本,氢内燃机公交车运行10年可抵消改装成本。与CNG汽车相比,氢内燃机汽车能够持续、稳定地获得可观的碳交易收益。因此,氢内燃机轿车及公交车的推广具有良好的经济效益和长远的环境效益。     

21世纪汽车换代燃料（Ⅲ）：氢燃料和电能

对氢燃料和电能应用于汽车的相关问题，如氢气的生产，贮存，与内燃机的兼容性等进行了分析，对氢气和电能取代汽油成为汽车燃料的前景作了预测。     

氨燃料内燃机研究现状及展望

为了满足碳中和目标,除了采用电驱系统和燃料电池发动机,还需要开发零碳或低碳燃料内燃机,以满足不同应用场景需求。氨作为零碳燃料和富氢载体,在碳中和时代越来越受到关注,成为研究热点。在总结氨及氨与其他燃料组成的混合燃料燃烧特性和燃烧机理基础上,分析氨在内燃机上应用的可行性,及与化石燃料内燃机相比氨内燃机显现的新特点,提出未来应用需要解决的关键技术。现有研究表明：氨燃料与其他高活性燃料组合,采用高活性燃料引燃是内燃机上比较可行的技术方案。内燃机可采用汽油、天然气、氢气引燃,与传统汽油机相比,在不改变发动机结构情况下,气态氨使内燃机动力性能降低,同时NOx和未燃NH3排放增加。压燃内燃机可采用低自燃温度燃料如柴油、二甲醚等引燃。与纯柴油或二甲醚内燃机相比,氨内燃机动力性能降低,排放与燃料混合比例相关。在所有引燃燃料中,采用氢燃料引燃燃烧改善效果最大,且为零碳排放,因而氨氢融合内燃机是碳中和时代非常有竞争力的零碳动力。未来,实现氨氢融合燃料内燃机应用也需要解决一些研发课题,包括专用氨喷射系统研发、合适的后处理系统研发和车载氨裂解系统研发等。     

燃烧方式对氢内燃机燃烧和排放的影响研究北大核心

基于氢内燃机试验样机建立内燃机三维实体模型,耦合详细氢空气化学反应机理,运用Converge软件建立氢内燃机CFD仿真模型并进行验证,仿真分析了中高负荷下稀薄燃烧和当量燃烧两种燃烧方式下氢燃料内燃机的燃烧特性和NO_x排放规律。仿真结果表明:在氢气供给量相同的情况下,稀薄燃烧比当量燃烧速度更快,OH浓度更高,因而稀薄燃烧会得到更高的缸内压力,更有利于动力性的发挥;两种燃烧方式下的缸内最高平均温度较为接近,但当量燃烧方式下最高温度相位相对滞后,可以有效降低NO_x排放。采用EGR技术可以实现当量燃烧,但过大的EGR率也会带来内燃机动力性能下降。     

BMW 750hL 12缸氢气发动机

燃料电池动力装置作为零排放汽车动力装置已经受到世人瞩目。实现零排放的主要依据是采用氢作为汽车燃料,既然氢燃料不含碳,汽车就不会排放碳氢化合物和一氧化碳。 光辉灿烂的顶峰可能只有一个,但是,通往这个顶峰的道路可以不止一条。我们在探索一条道路的时候,不应该轻易放弃对其他道路的探索。氢气发动机可能就是平行于燃料电池的另一条道路。 内燃机经过100多年的发展至今,其潜力还远远没有挖掘殆尽。以氢作为能量载体,内燃机开辟了一个新的时     

氢发动机发展现状与展望

当前,以氢气作为燃料的发动机得到了广泛关注。以氢作为燃料的发动机主要有两种形式:氢氧燃料电池以及氢内燃机。氢发动机有诸多优势,例如:排放极低,能源可再生等等。但是氢发动机在发展的道路上还有许多问题,诸如:发动机成本较高,加氢站很少等等。文中主要对当前氢发动机的发展现状,以及对今后氢发动机发展方向展望等问题进行了讨论。     

基于较详细机理的氢燃料内燃机排放特性研究

基于Converge软件建立了包含简化化学反应机理的氢燃料内燃机CFD仿真模型,研究了氢燃料内燃机缸内燃烧和NO生成机理。仿真结果表明,氢燃料内燃机缸内燃烧经历了椭球型火焰稳定传播和快速湍流燃烧两个阶段。氢气的燃烧非常迅速,在快速湍流燃烧结束时OH浓度迅速降低,出现温度和NO质量峰值,其后缸内温度逐渐降低,NO质量逐步减小。最终的排放取决于高温区域的峰值温度和NO分解时间。最高温度越高NO的质量峰值越大,降温越快则NO分解越少。采用EGR能降低最高缸内温度,低转速时NO分解充分,因而NO的排放较低。     

欧盟认可氢燃料发动机为未来技术

欧盟氢燃料内燃机项目的完成标志着首次跨大西洋氢技术合作的成功。10个欧洲合作伙伴成功完成了氢燃料内燃机项目(HyICE)——历经三年,实现对氢燃料内燃机的优化。该项目由欧盟委员会发起并推广,项目研发     

氢能在重卡动力总成应用现状与展望

随着重卡销量逐年提升,对其低碳节能减排的要求越来越高;氢能是低碳环保燃料,在重卡动力总成应用日益广泛。当前,氢能在重卡动力总成应用主要有氢内燃机、掺氢燃烧内燃机和氢燃料电池三种方式。文章分析了当前氢能在重卡动力总成应用的技术研究和发展状态,并分析了三种动力总成方式的优缺点及发展战略。研究表明,基于国家对氢能支持发展的政策,氢能在重卡动力总成应用将得到发展,氢内燃机应加快开发验证;氢燃料电池解决技术瓶颈、成本等问题。通过对比发现,氢内燃机可以认为是氢能在重卡动力总成应用的过渡产品,氢燃料电池将是理想的重卡动力总成。     

欧洲的氢燃料发动机技术

10个欧洲合作伙伴成功完成了氢燃料内燃机项目(HyICE)——历经三年,实现对氢燃料内燃机的优化。该项目由欧盟委员会发起并推广,项目研发出一款氢燃料内燃机,这款发动机比其它驱动系统在性能和成本上更具鲜明优势。项目组成员包括汽     

不同EGR对氢内燃机的燃烧特性影响

本文基于fire三维CFD模拟软件,建立单缸进气歧管喷射的氢内燃机三维燃烧模型,重点研究了不同EGR率下,氢内燃机的压力场、温度场以及排放的变化。分析结果表明,随着EGR率的不断提高,氢内燃机的最高压力值、最高温度和压力升高率、温度升高率均下降,NO排放量大幅降低,但同时对动力性和经济性也有一定影响。     

氢燃料直喷压燃发动机的有效热效率潜力研究

通过零维和一维仿真耦合,来探究氢燃料直喷压燃发动机的最大热效率潜力。基于CHEMKIN软件建立氢均质混合气的压燃燃烧详细化学反应动力学模型,利用已有试验结果对模型的预测精度进行了验证。基于GT-Power软件建立发动机的一维流动和性能预测模型,通过GT-power和CHEMKIN耦合,实现对氢燃料直喷压燃发动机的燃烧预测和性能计算。利用GT-power进行试验设计和参数化计算,优化发动机的结构参数和效率。优化后的有效热效率达到51.38%,表明氢燃料直喷压燃发动机具有较大的热效率潜力。     

基于焦炉气的HCNG发动机稀燃特性研究

在能源稀缺和环境保护双重制约的今天,研究开发新型车用石油替代燃料尤为重要和紧迫。将焦炉煤气作为发动机燃料,不仅可以大幅度提高焦炉煤气的附加值,缓解能源压力,还可降低排放,具有重要的经济效益和环境效益。本文以焦炉煤气作为HCNG燃料的工业来源,在经过甲烷化与适当的提纯后,将其视为体积掺氢比为55%的HCNG燃料在6缸增压火花点火发动机试验台架上进行了稀燃特性研究,并与天然气发动机和30%低掺氢比HCNG燃料稀燃特性进行了对比。从而获得掺氢比55%的HCNG发动机的稀燃极限和动力性、经济性规律。     

电控汽油机燃用高比例甲醇汽油的改造

为解决电控汽油机在燃用高比例甲醇汽油时受空燃比自适应控制限制不能正常运转的问题,设计了能够嵌入电控单元与喷油器之间的喷油脉宽信号处理器,能够按照经过优选设定的增益对电控单元输出的喷油脉宽信号进行扩展,将燃用高比例甲醇汽油时的空燃比维持在理论空燃比附近。与燃用汽油相比,发动机在燃用M85甲醇汽油时的动力性略有降低,排放指标基本相当,能量消耗率则略有上升。     

汽油/CNG双燃料发动机的试验研究

将HH368Q汽油机改装成汽油/CNG双燃料发动机,在相同试验条件下,分别对燃用汽油和CNG时的动力性和排放性能进行对比试验,结果表明,改装后的发动机燃用CNG时比燃用汽油时的动力性下降13%;在怠速和中、小负荷工况时排放却比燃用汽油时有明显下降。同时,还对三元催化反应器对燃用CNG时的催化效率和CNG作为代用燃料时发动机存在的问题进行了讨论。     

M15甲醇汽油与93^#汽油的发动机性能参数

甲醇作为一种代用燃料,可以与汽油混合使用,人们对使用低比例甲醇燃料发动机的性能十分关注。文章对加入M15甲醇汽油和加入93#汽油的发动机分别经过300 h台架强化试验,测试发动机功率、扭矩及油耗率。强化后,2种燃料的动力性能相近,但M15甲醇汽油的燃料消耗量比汽油高出9%。在汽油发动机中,直接使用M15甲醇汽油,除发动机燃料经济性变差外其他基本无变化。     

柴油机在高原地区燃用混合燃料的试验研究

在高原地区对1台4100QB—2柴油机燃用生物柴油与柴油不同掺混比的混合燃料进行了台架试验。分析了混合燃料的物性,根据其物性和掺混比计算出当量燃油消耗率。对比分析了柴油机燃用混合燃料的有效热效率、机械效率和负荷特性。试验结果表明,在高原地区,柴油中加入体积比为10%~30%的生物柴油,柴油机的经济性有明显改善。     

HCNG发动机排放特性分析

对EQD210N—20天然气发动机燃烧HCNG(氢气—天然气混合燃料)时的排放特性进行了试验和分析。试验结果表明,CO的排放浓度受燃空当量比、点火提前角、进气管绝对压力和燃料成分的影响较大;HC排放浓度有随掺氢比的增大呈降低的趋势,提高进气管绝对压力,点火提前角对HC排放浓度的影响减弱;天然气掺氢气后NOx排放升高。     

柴油/乙醇混合燃料的性质及对发动机性能的影响

研究了不同掺混比例的柴油/乙醇(C2H5OH)混合燃料的相溶问题,分析了柴油/C2H5OH混合燃料对发动机动力性和经济性的影响,并结合13工况下试验结果分析了混合燃料对发动机HC和微粒(PM)排放的影响。实验结果表明,助溶剂可有效解决柴油的相溶问题,燃料较低的十六烷值是造成小负荷下HC和PM中可溶性有机物(SOF)排放恶化的主要因素。     

基于模糊神经网络的氢燃料汽车发动机最优控制模型

在试验研究的基础上，提出了氢发动机的优化控制策略，建立以点火提前角、喷氢提前角和喷氢量为控制变量，分别以动力性、经济性为性能指标泛函，以模糊神经网络为求解工具的最优控制模型。