| 摘 要： | 氢可以从各种再生能源中产生，因此预计，氢将会在社会长期能源需求中起到重要作用。传统氢发动机存在的一些缺点是：冷却损失较高导致热效率较低，以及不正常燃烧（回火、早燃、燃烧速度较快）限制了大负荷运行。氢燃料直接喷射是克服这些缺点的一种有效办法，但是要实现高效率和低氮氧化物（NO。）排放的燃烧方法还需要进行更详细的研究。采用一种试验性氢高压喷射器（最大喷射压力30MPa）对高效率和低NOx排放的氢燃烧进行了研究。采用1台2．2L4缸涡流形燃烧室柴油机进行试验，氢喷射器安装在气缸中心，火花塞安装在预热塞位置。为了能向1个气缸提供氢气，对这台发动机进行了改装。通过控制喷油定时和点火定时研究了氢气的均相和分层燃烧。另外，还研究了联合使用火花点火的扩散燃烧（即火花点燃辅助扩散燃烧）。结果显示，采用高压直喷的分层扩散燃烧与传统的均相燃烧相比，指示热效率提高了约39／6。热效率提高的原因是：（1）分层扩散燃烧改善了冷却损失与等容度之间的折衷关系；（2）接近上止点喷射的压力恢复效应十分有利于热效率的提高；（3）在废气再循环（EGR）与扩散燃烧相结合的情况下，能使EGR更为有效。通过抑制喷束的贯穿度以减少较多的冷却损失，使这台小型发动机达到了52％的优良指示热效率，并通过计算流体动力学和可视化缸内燃烧研究得到了证实。另外，还获得了一些有价值的认识：EGR除湿能增加工作气体的比热比，并能在降低NOx的同时提高热效率。
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