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第 4期(总第 164期) 车用发动机 ()
2006年8月 VEH ICLEENGINE
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· 综合评述·
天然气掺氢发动机的研究现状和发展趋势
刘海全,马凡华,殷勇
(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084)
摘要:综述了国外时天然气掺氢发动机的研究现状,时掺氢后发动机的动力性、经济性和排放性的变化做了时
比分析,并展望了天然气掺氢发动机的发展趋势。
关键词:天然气掺氢;稀薄燃烧;动力性;排放特性
中圈分类号:TK432 文献标志码:A 文章编号:1001—2222(2006)04—0001—05
我国从 1992年至 2002年 1O年间,汽车产量的 H。物性参数的对比。
年平均增长率为 ,6,到2005年汽车产量已突
破 500万辆的大关[1],汽车产量和保有量的激增造表 1 Cl-h和 H2主要物性参数对比
成了日益严重的城市污染,在我国大中型城市中,汽
燃料名称 CHt H2
车对城市空气污染的分担率已超过9,5。影 6O 响汽
分子量
车行业发展的另一大问题就是石油等一次能源的枯
密度(标准条件下)/
竭,国际能源组织认为,2013年以后的石油产量将 9
kg · ITI一。
会下降;中国在 2004年的石油依赖率已经达到
45 。[2-3~ 空气中可燃界
5~ I5 4~ 75
限(体积)/
因此,开发和研究车用替代能源显得越来越重
空气中可燃界限
要与紧迫。作为车用代用燃料的氢气(Hz)和压缩 ~ ~
(相对化学计量比)
天然气(CNG),由于其本身含 C量小(H。不含 C),
在整个开采使用周期中的 C0。排放远低于石油产最小点火能量/
品,同时电控燃气喷射、稀燃等技术的采用可极大地着火温度(化学计量比)/K 918 858
绝热火焰温度
降低 N 排放,使得整体的污染水平较低;特别是 2 148 2 318
(空气中,化学计量比)/K
H。能,由于其最终化合物一水是清洁无害的、有可
循环使用特点而成为真正意义上的绿色能源。但目燃烧速度/cm·s一 37 270
前生产 H。能的成本仍然很高,H。的体积热值又较质量低热值/MJ·kg 120
低,且燃 Hz发动机还有一些技术问题未得到解决, 体积低热值/MJ·IT1-3
单纯燃 H。的条件尚未成熟;应在逐步降低生产 H。辛烷值 > 130
能成本的同时,采用其他途径发挥 H。能的优势,满理论空燃比(体积)
足日益严格的排放性和经济性要求。绝热指数
最小淬熄距离/cm
1 G掺 H 作为过渡战略的优势
CNG掺 H2燃料简称 HCNG,又名 Hythane H。G具有部分相近的燃烧物性(见表
(氢烷)[4],是将 H。G按一定比例混合而得到 1),HCNG作为这两种燃气的混合物,只有发挥各
的