醇氢燃料在甲醇发动机上的试验研究

张江华, 檀昌雅

1.南昌工学院 新能源车辆学院，江西 南昌 330108；2.淮北师范大学 信息学院，安徽 淮北 235000

0 引言

我国的制氢技术主要有甲醇裂解制氢、电解水制氢、天然气重整制氢等，甲醇裂解制氢工艺具有回收效率高、操作简单的特点，博得越来越多青睐。浙江大学对氢内燃机的研究较早，针对氢内燃机存在的问题提出燃烧改进方案，开发了基于模糊控制的氢燃料燃烧模型[1]；北京理工大学、浙江大学、天津大学等都进行了内燃机燃烧过程中加入部分氢气改善内燃机燃烧过程的研究，但氢气能量密度低、不易储存，发动机需专门设计，在一定程度上制约了氢气发动机的发展。

甲醇(CH3OH)作为含氢最多的液体燃料，被称作“液体氢”。复合喷射发动机技术能够同时进行进气道甲醇裂解气喷射和缸内甲醇喷射，2种喷射的燃料混合形成“醇氢燃料”燃烧[2]。甲醇作为发动机燃料，解决了氢气能量密度低、燃烧温度高和回火的问题，且无需专门设计即可将普通的发动机简单地改造为“准氢气发动机”[3-4]，具有十分广阔的应用前景。

1 工作原理

甲醇通过催化剂的作用可以裂解为CO和H2，化学反应式

图1 醇氢燃料工作原理示意图

甲醇发动机应用醇氢燃料的工作原理如图1所示，发动机产生的高温尾气将裂解装置中的催化剂加热至裂解温度(裂解温度为300～400 ℃，温度由高温尾气换向阀调节控制)，油箱中的液体甲醇通过甲醇喷油嘴进入裂解器，高温形成的甲醇蒸气与裂解器中的催化剂反应生成含有CO和H2的裂解气[5]。……