氨/柴油燃烧对重型双燃料内燃机模拟的影响 José Alarcón, Christine Rousselle, Ignacio Calderón, Magdalena Walczak, Wolfram Jahn

《Machines》：Effects of Ammonia/Diesel Combustion in Heavy-Duty Dual-Fuel Internal Combustion Engine Simulation José Alarcón, Christine Rousselle, Ignacio Calderón, Magdalena Walczak and Wolfram Jahn

　　

摘要

近年来，人们非常重视以经济可行的方式实现交通运输和采矿行业的脱碳。为此，氨被作为一种燃料提出，因为它具有较高的能量密度（相对于氢气而言）且零碳排放。在这项研究中，模拟了将采矿运输卡车发动机改装为使用氨/柴油双燃料系统的情况，其中氨的能源替代比例（AER）最高可达70%。该数值模拟结果部分验证了与发动机性能数据的一致性。模拟结果表明，排放量有所减少，但排放量增加，从而提高了发动机的碳当量排放。尽管如此，排放量似乎有所减少，这表明需要采取后处理措施来处理问题。建议通过控制气缸温度来降低排放，因为在燃烧氨时温度较低。另一方面，如果柴油喷射相位没有优化，模拟结果显示随着AER的增加，氨的泄漏量也会增加。从性能角度来看，随着AER的增加，发动机的指示平均有效压力（IMEP）也会提高，在AER为40%时达到最大值；同时，燃烧过程会逐渐向发动机循环的后期推进，CAD50值从AER为0%时的?0.6 CAD ATDC增加到AER为70%时的20.1 CAD ATDC。文章还讨论了进一步研究的机会，包括开展更广泛的实验工作，以支持或反驳模拟结果所提出的观点。