喷氢比例和定时对氢柴油双直喷发动机燃烧和排放特性的影响

钱毅; 鹿盈盈; 王梦; 裴毅强

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (12) : 203 -215.

钱毅, 鹿盈盈, 王梦, 裴毅强

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

为深入探究喷氢参数对氢柴油双直喷发动机性能的影响规律，运用数值模拟方法对重型柴油机大负荷工况氢柴油双直喷燃烧模式进行探索，研究了喷氢比例和喷氢定时对缸内燃烧和排放特性的影响。首先，在纯柴油原机上构建喷氢管模型，实现氢柴油双直喷燃烧模式；其次，探究不同喷氢比例对燃烧及排放特性的影响；最后，基于最优喷氢比例，进一步分析喷氢定时对燃烧过程与污染物生成的作用规律。研究结果表明：氢气的引入可显著改变燃烧重心分布，使浓混合气区由燃烧室凹坑上移至缸盖部位；适度增加喷氢比例可显著提前燃烧重心并降低排气损失和活塞传热损失，提升指示热效率；喷氢定时的推迟可提高缸压峰值，提前燃烧重心，避免氢气进入侧隙，降低排气损失，提升指示热效率，但高温条件会加剧NO_x的生成。优化后的喷氢方案为喷氢比例20%、喷氢定时为上止点前20°曲轴转角，与纯柴油原机相比，该方案指示热效率提高了1.37%,碳烟比排放降低了41.33%,但NO_x比排放增加了12.86%。研究明确了喷氢比例和定时对氢柴油双直喷发动机的影响，为氢柴油双直喷发动机的发展提供了理论依据和数据支撑。