a) 天然气掺氢配合废气再循环发动机
研究结果表明:引入废气再循环(EGR)会使发动机功率降低,但掺氢可以提高大
b) 不同掺氢比对温室气体减排的影响
(1)NOx排放 过量空气系数小于1.2左右时,随着过量空气系数的增加,NO。排放量增加,这是因为NO。是在高温富氧的条件下生成的,而过浓的混合气不能提供给生成NO。所需的足够的氧气.当过量空气系数大于I.2时,随着过量空气系数的不断增加,NO。排放量逐渐降低,这是因为稀燃导致缸内温度降低抑制了NO。的生成.在足够稀的情况下,NO。排放量可降低至很低的水平.对于掺氢比为25%的HCNG燃料在l 400 r/min,10%节气门开度的工况下,NO。排放量在过量空气系数为2.0时比为1.4时降低约95.5%.在过量空气系数大于1.2的范围内,当过量空气系数一定时,随着掺氢比的增加,NO。排放量增加,这主要是由于燃氢造成燃烧温度增加.如图

图1 各种种掺氢比下NOx排放量随过量空气系数的变化
(2)HC排放 过量空气系数小于1.2左右时,随着过量空气系数的增加,HC排放量降低,这是由于在较浓混合气的条件下,氧气量不够充足不能保证完全燃烧,使得未燃HC排放量增加.而过量空气系数大于1.2左右时,由于混合气浓度较低,随着稀燃程度的增加,燃烧温度降低,燃烧不稳定,造成失火,HC排放量升高.对于掺氢比为25%的HCNG燃料在1 400 r/min,10%节气门开度的工况下,HC排放量在过量空气系数为2.0时比为1.4时升高约45.6%.在过量空气系数1.2附近,HC排放降到最低值,随着掺氢比的增加,HC排放最低值所对应的过量空气系数随之增加.此时混合气不致过稀,排温较高,有利于对由淬熄效应产生的未燃HC进一步氧化。

图2 各种掺氢比下HC排放量随过量空气系数的变化
c)火花点火式发动机排放性能
掺氢比一定时, A的变化如图3所示。从中看出:发动机在燃用不同掺氢比的CNG/H2燃料时,CO2排放量在A=1.0时达到最大值;若A<1.0和A>1.0时达到最大值;;若A<1.0,混合气体燃料中的碳原子由于缺氧而难以完全氧化,从而形成并排放出大量的CO,此时CO2排放量小于A=1.0是的排放量;若A>1.0,随着A的增加,可燃混合气中含碳量减少,CO2排放逐渐减少。在A过大时,由于发动机循环不断变化,所以发生不完全燃烧甚至出现循环失火,致使HC排放量较高,CO2排放量急剧减少。


图3 不同掺氢比下C02排放量与A的关系