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高效清洁燃烧

摘要

作为交通领域的重要组成部分，商用车的发展面临的一个挑战是减少二氧化碳温室气体排放。对于欧盟，美国和中国而言，可以看到如此大幅度减少二氧化碳的趋势，单独靠车辆和发动机的性能优化是无法实现的。而氢燃料可以通过生物质能或太阳能、风能等可再生能源生产，被认为是未来交通领域完成产业链二氧化碳减排最重要的能源解决方案之一。 氢气可以用于燃料电池，也可以直接用于内燃机。本文重点探讨氢气在重型商用车内燃机中的应用。根据未来重型发动机的排放法规路线图和设想，可以明确对燃烧系统和氮氧化物减排的要求。与化石燃料相比，氢气燃烧的主要优点是其可燃范围广，火焰扩散速度非常高。它可以很好地用于稀薄燃烧，因此具有更好的燃料效率和较低的NOx排放。IAV利用2升重载单缸机试验，在多种发动机转速和负荷下，证明了稀薄工况氢燃烧可以降低NOx的潜力。 通过单缸发动机测量验证的数值模拟，讨论了重载发动机的潜力和挑战，以及燃烧和排放要求。列举研究了由于氢气在高混合气温度下极低的自动点火延迟时间，和氢气的低点火能量要求而导致的预点火和辉光点火方面的挑战，并讨论了未来的技术发展方向，如直接喷射和扩散燃烧的应用可能性。 文中讨论了稀薄氢燃烧所产生的较低尾气温度及其对废气后处理系统的影响，如何以满足未来的法规。此外，这里还讨论了H2-DeNOx的使用和重载氢气发动机可能的废气后处理系统。文中也展示并讨论了废气颗粒物排放随空燃比变化的测量结果。最后，给出了重型商用车氢气燃烧系统应用的建议，作为技术展望。

关键词

氢气燃烧;基于模型的开发;商用车动力总成;H2-DeNOx

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