天然气掺氢发动机燃气供给系统设计与试验研究_张朝山.pdf

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1、第33卷第10期兵工学报Vol．33No．102012年10月ACTAARMAMENTARIIOct．2012天然气掺氢发动机燃气供给系统设计与试验研究1222222张朝山，熊树生，任晓帅，姚红，徐进，谢莲，刘震涛(1.浙江经济职业技术学院汽车技术学院，浙江杭州310018;2.浙江大学动力机械及车辆工程研究所，浙江杭州310027)摘要:提出了将滑动弧电解制氢装置应用到天然气发动机中，通过电解天然气制氢，轻松实现天然气(CNG)发动机到天然气掺氢(HCNG)发动机的改装。通过自制装置，进行了过量空气系数和点火提

2、前角与燃用不同掺氢比例的HCNG对发动机排放特性影响的试验研究。结果表明，发动机燃用HCNG，其HC和CO的排放都减少，NOx排放量增加，但随着过量空气系数的增加或点火提前角的减少，NOx排放会大大减少，排放性能得到优化。同时进行了体积掺氢比20%的HCNG和纯CNG外特性对比试验研究，结果表明，相比纯CNG，燃用掺氢20%HCNG后，其动力性变化不大，燃料消耗率却相应的减少，经济性得到改善。关键词:动力机械工程;天然气掺氢;滑动弧电解制氢;排放;掺氢比中图分类号:TK437文献标志码:A文章编号:1000-10

3、93(2012)10-1162-06DesignofHydrogenEnrichedCompressedNaturalGasEngineFuelSystemandTestResearch1222ZHANGChao-shan，XIONGShu-sheng，RENXiao-shuai，YAOHong，222XUJin，XIELian，LIUZhen-tao(1.AutomobileTechnologySchool，ZhejiangTechnicalInstituteofEconomics，Hangzhou310018

4、，Zhejiang，China;2.InstituteofPowerMachineryandVehicularEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，Zhejiang，China)Abstract:Thispaperputforwardadeviceinstalledintothefuelsystem，whichusedtheslidingelectricarctoelectrolyzethenaturalgastomakehydrogenandthenblen

5、dthemintothefuelpipeforfinalcom-bustion．Wecouldre-equipthecompressednaturalgas(CNG)enginetohydrogenenrichedcompressednaturalgas(HCNG)engineeasily．Thetestresearchoftheengineemissionscharacteristicsusingdiffer-enthydrogen-CNGratioswasconductedwhentheexcessairra

6、tiosandthesparkadvanceanglesweredif-ferent．TheresultsshowthatHCandCOemissionsofenginefueledwithHCNGreducewhenNOxemis-sionsincrease．TheNOxemissionsarereducedgreatlywiththeincreaseoftheexcessairratioorthede-creaseofthesparkadvanceangle．Comparativeexperimentsoft

7、heperformancecharacteristicsofengineburnedwithHCNGwhosevolumehydrogen-CNGratiowas20%andCNGwereconductedunderwideopenthrottleoperatingconditions．Theresultsshowthatthetorqueoutputisunchangedwhen20%HCNGisburnedcomparedwithCNGengine，butthefuelconsumptionisreduced

8、andthefueleconomyisim-proved．Keywords:powermachineryengineering;hydrogenenrichedcompressednaturalgas;slidingelectricarc;emission;hydrogenblendingratio收稿日期:2012－02－24基金项目:浙江省自然科学基金项目(Y1090