基于废气燃料重整的汽油直喷发动机效率和排放改善研究

基于废气燃料重整的汽油直喷发动机效率和排放改善研究

废气燃料重整技术已被确定为很有潜力的热化学能量回收技术，可以提高汽油机的效率，从而减少CO2以及其它气体和PM的排放量。原理是从发动机排放的一部分废气中吸收热量，加速催化反应，进行汽油的重整。含H2量较高的重整油能量更高，再循环到进气歧管，进入燃料重整废气再循环系统（REGR），通过对系统供给H和CO，对常规的再循环系统进行了模拟。重点对比REGR与基本汽油机传统的EGR。结果表明，REGR具有提高热效率，同时减少气体排放和减少PM形成的作用。

近年来，汽车尾气排放和燃油经济性法规越来越严格，促使汽车行业引进各种新技术。废气燃料重整是一种新技术，对废气能量进行回收。废气燃料重整的热力学效益取决于两个主要的吸热化学反应（蒸汽转化和干转化）重新整合。在汽油机中，这些反应将H2和CO转换成HC燃料，在排气流中获取能量，其目的是生产能量含量较高的重整气态燃料，供给到重整器。为了启动两个重整反应，所需的反应物是水和CO2（都包含在废气中），在汽油机废气排放中小于1%，将全部被消耗或部分消耗。这些都是放热反应，可能降低该过程的效率。但通过提高催化剂温度，对于提高转化器的转化效率非常有用。当CO浓度在重整过程增加时，该转化反应更容易发生，对于生成H2是有利的，是温和的放热反应。

燃料重整废气再循环系统中发生的主要反应如下：

蒸汽转化：

干转化：部分氧化转化：

水-气转化：

Daniel Fennell et al. International Journal of Hydrogen Energy 39(2014) 5153-5162.

编译：李雪