内燃机工程

作者：崔健,聂学选,毕玉华,申立忠,雷基林,万明定,张凯

单位：昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室,昆明 650500,昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室,昆明 650500,昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室,昆明 650500,昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室,昆明 650500,昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室,昆明 650500,昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室,昆明 650500,昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室,昆明 650500

关键词：氨气,柴油,发动机,双燃料,燃烧,排放,

基金：国家自然科学基金项目（52066008）

以一台排量为3.0 L的4缸高压共轨柴油机为研究对象，设计了进气道喷氨系统，并利用自主开发的双燃料发动机电子控制单元（engine control unit， ECU）来控制进气歧管中的4个氨气喷嘴的喷射。通过调节喷射脉宽来改变氨气喷嘴的开启时刻与氨的喷射量，在模拟平原环境下进行了不同替代率下的氨柴油双燃料发动机性能试验。研究分析不同氨替代率对缸压、燃烧放热率、燃烧温度、滞燃期、燃烧重心和燃烧持续期的影响，同时还研究了不同氨替代率对HC、CO、NOx、NH3、CO2及PN等排放的影响。研究结果表明，氨替代率由0增加到30%时，缸压、燃烧放热率与燃烧温度分别下降了0.42 MPa、9 J/（°）与34.9 K，且滞燃期与燃烧持续期分别延长了0.9°与4.5°，燃烧重心推迟了1.5°。随着氨替代率增加，HC与CO排放小幅度增加，CO2和NOx排放显著减少，未燃NH3排放显著增加。替代率每增加10%，CO2与NOx排放分别降低3 343×10-6与65×10-6；HC与CO分别增加6×10-6与8×10-6，未燃NH3排放增加87.3×10-6。尽管氨替代燃料有助于减少碳排放，但同时也导致燃油经济性下降。在30%的氨替代率下，当量燃油消耗率上升至37.9 g/（kW·h），热效率降低至35.9%。

来源：2025年第2期

《内燃机工程》期刊编辑部

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