进气富氧比例对氨氢内燃机燃烧及排放性能的影响

摘要

针对氨氢燃料在内燃机中存在的燃烧速度慢、点火困难、排放高的问题，通过提高进气氧浓度来改善氨氢混合气的燃烧速度与稳定性，从而提升内燃机的动力性能与热效率，并降低排放。通过CONVERGE软件对点火式内燃机模型进行燃烧模拟，将氨氢物质的量比保持为85%和15%,氧浓度从21%逐渐扩展至29%。结果表明：随着氧浓度的增加，内燃机的平均指标压力逐渐增加并呈现出线性趋势，缸内混合气的燃烧稳定性增强，燃烧持续期缩短；随着氧浓度增加缸内峰值温度也随之增加，导致氮氧化物（nitrogen oxides, NO_x）排放随之升高；内燃机的指示热效率随着氧浓度的增加呈现出先增加后逐渐下降的趋势，氧浓度Ω=27%时内燃机热效率达到峰值40.13%。研究结果为氨内燃机的实际应用提供了参考。

关键词

内燃机工程 / 火花点火 / 氨 / 氢 / 富氧燃烧

基金资助

国家自然科学基金(52206224)