Влияние регулируемых параметров рабочего процесса на образование оксидов азота в водородном дизеле

Исследовано образование оксидов азота в водородном дизельном двигателе с непосредственным впрыском газообразного водорода в зависимости от регулируемых параметров рабочего процесса: коэффициента избытка воздуха, цикловой подачи водорода, угла опережения и продолжительности впрыска водорода. Установлено, что в ряде случаев влияние этих параметров на рабочий процесс и эмиссию оксидов азота приводит к результатам, существенно отличающимся от полученных для традиционных дизельных двигателей, работающих на углеводородном топливе. Показано, что варьированием указанных регулируемых параметров можно добиться минимизации концентрации оксидов азота в отработавших газах водородного дизельного двигателя.

Литература

[1] Кавтарадзе Р.З. Развитие теории рабочих процессов ДВС в МГТУ им. Н.Э. Баумана: от метода Гриневецкого до современных 3D-моделей. Ч. 1-4. Двигателестроение, 2019, № 2, c. 3–8; 2019, № 3, с. 8–15; 2019, № 4, с. 3–9; 2020, № 1, с. 3–9.

[2] Кавтарадзе Р.З. Теплофизические процессы в дизелях, конвертированных на природный газ и водород. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 238 с.

[3] Кавтарадзе Р.З., Чжен Ж., Чжан Ц. и др. Экспериментальное исследование и 3D-моделирование рабочего процесса водородного двигателя, работающего на обедненной смеси. Вестник Машиностроения, 2021, № 1, с. 28–34.

[4] Eichlseder H., Spuller Ch., Heidl R., et al. Konzepte fur die Dieselahnliche Wasserstoffverbrennung. MTZ Motortech. Z, 2010, vol. 71, no. 1, pp. 60–66, doi: https://doi.org/10.1007/BF03225543

[5] Xinghua L., Fushui L., Lei Z., et al. Backfire prediction in a manifold injection hydrogen internal combustion engine. Int. J. Hydrog. Energy, 2008, vol. 33, no. 14, pp. 3847–3855, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2008.04.051

[6] Kavtaradze R., Natriashvili T., Gladyshev S. Hydrogen-diesel engine: problems and prospects of improving the working process. SAE Tech. Paper, 2019, no. 2019-01-0541, doi: https://doi.org/10.4271/2019-01-0541

[7] Babayev R., Andersson A., Dalmau A.S., et al. Computational characterization of hydrogen direct injection and nonpremixed combustion in a compression-ignition engine. Int. J. Hydrog. Energy, 2021, vol. 46, no. 35, pp. 18678–18696, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.02.223

[8] Cernat A., Pana C., Negurescu N., et al. Hydrogen—an alternative fuel for automotive diesel engines used in transportation. Sustainability, 2020, vol. 12, no. 22, art. 9321, doi: https://doi.org/10.3390/su12229321

[9] Hanjalic K., Popovac M., Hadziabdic M. A robust near-wall elliptic-relaxation eddy-viscosity turbulence model for CFD. Int. J. Heat Fluid Flow, 2004, vol. 25, no. 6, pp. 1047–1051, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2004.07.005

[10] AVL FIRE. Users manual. Austria, AVL List GmbH Graz, 2020. 90 p.

[11] Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 589 с.

[12] Кавтарадзе Р.З., Зеленцов А.А., Краснов В.М. Локальный теплообмен в камере сгорания дизеля, конвертированного на природный газ и водород. ТВТ, 2018, т. 56, № 6, с. 986–996, doi: https://doi.org/10.31857/S004036440003571-2