Обзор статьи

Перспективы применения водородной добавки для двигателей внутреннего сгорания, работающих по циклу Дизеля

УДК: 

669.85/86

DOI: 

10.23968/1999-5571-2020-17-3-183-190

Страницы: 

183-190

Аннотация: 

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований экологических характеристик двигателей внутреннего сгорания (ДВС) коммерческого и коммунального автотранспорта, работающих по циклу Дизеля с применением водородной добавки. Выполненный анализ литературных источников подтвердил, что существуют разные данные о вредных выбросах при применении водородной добавки для ДВС, работающих по циклу Дизеля. При этом существенно разнятся данные по вредным выбросам оксидов азота NOx. Результаты теоретических и экспериментальных исследований экологических характеристик ДВС коммерческого и коммунального автотранспорта, работающего по циклу Дизеля с применением водородной добавки, позволяют утверждать об адекватности построенной модели, поскольку погрешность между теоретическими и экспериментальными данными не превышала 14,5 %. Установлено, что концентрация выбросов NOx в ДВС с применением водородной добавки, работающего по циклу Дизеля, снизилась на 52 %. Приведенные результаты исследований подтверждают перспективы применения водородной добавки для ДВС, работающих по циклу Дизеля, что впервые применено для коммерческого и коммунального автотранспорта. Это гарантирует повышение экологической безопасности в городских агломерациях.

Список цитируемой литературы: 

  1. Хачиян А. С. Сравнительная оценка выбросов двуокиси углерода различными двигателями // Перспективы развития энергетических установок для автотранспортного комплекса: сб. науч. тр. МАДИ (ТУ). М.: ТехПолиграфЦентр. 2016. С. 4-9

  2. Wu H. W. and Wu Z. Y. Investigation on combustion characteristics and emissions of diesel / hydrogen mixtures by using energy-share method in a diesel engine // Appl Therm Eng. 2012. № 42. Рр. 154-162

  3. Kumar M., Tsujimura T., and Suzuki Y. NOx model development and validation with diesel and hydrogen/diesel dual-fuel system on diesel engine // Energy. 2018. № 145. Рр. 496-506

  4. Dimitriou P. and Tsujimura T. A review of hydrogen as a compression ignition engine fuel // Int J Hydrogen Energ, 2017. № 42. Рр. 470-486

  5. Nag S., Sharma P., Gupta A., Dhar A. Experimental study of engine performance and emissions for hydrogen diesel dual fuel engine with exhaust gas recirculation // International Journal of Hydrogen Energy. 2019. № 44 (23). Pp. 163-175. doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.120

  6. Dimitriou P., Kumar M., Tsujimura T., and Suzuki Y. Combustion and emission characteristics of a hydrogen-diesel dual-fuel engine // International Journal of Hydrogen Energy, (29) 2018. № 43. Рр. 605-617

  7. Yuan C., Han C., Liu Y., He Y., Shao Y., and Jian X. Effect of hydrogen addition on the combustion and emission of a diesel free-piston engine // International Journal of Hydrogen Energy, (29) 2018. № 43. Рр. 583-593

  8. Gomes-Antunes J. M., Mikalsen R. and Roskilly A. P. An experimental study of a direct injection compression ignition hydrogen engine // Int J Hydrogen Energ. 2009. № 34. Рр. 16-22

  9. Sharma P. and Dhar A. Compression ratio influence on combustion and emissions characteristic of hydrogen diesel dual fuel CI engine: Numerical Study // Fuel. 2018. № 222. Рр. 52-58

  10. Koten H. Hydrogen effects on the diesel engine perfor-mance and emissions // Int J Hydrogen Energ. 2018. № 43. Рр. 511-519

  11. Karagoz Y., Sandalci T., Yuksek L., Dalkilic A.S. and Wongwises S. Effect of hydrogen-diesel dual-fuel usage on performance, emissions and diesel combustion in diesel engines // Advances in Mechanical Engineering. 2016. № 8(8). Рр. 1-13. DOI: 10.1177/1687814016664458

  12. Miyamoto T., Hasegawa H., Mikami M., et al. Effect of hydrogen addition to intake gas on combustion and exhaust emission characteristics of a diesel engine // Int J Hydrogen Energ. 2011. № 7. Рр. 341-353

  13. Sharma P., Dhar A. Effect of hydrogen supplementation on engine performance and emissions // Int J Hydrogen Energy. 2018. № 43. Рр. 75-70

  14. Resitoglu I. A., Keskin A. Hydrogen applications in selective catalytic reduction of NOx emissions from diesel engines // Int J Hydrogen Energy. 2017. № 42. Рр. 389-394

  15. Herna´ndez J. J., Lapuerta M. and Barba J. Separate effect of H2, CH4 and CO on diesel engine performance an demission’s under partial diesel fuel replacement // Fuel. 2016. № 165. Рр. 173-184

  16. Herna´ndez J. J., Salvador J. B. and Cova-Bonillo A. Autoignition of diesel-like fuels underdual operation with H2 // Advances in Mechanical Engineering. 2019. № 11(6). Рр. 1-8. DOI: 10.1177/1687814019856781

  17. Talibi M., Hellier P., Morgan R., et al. Hydrogen-dieselfuel co-combustion strategies in light duty and heavy duty CI engines // Int J Hydrogen Energ. 2018. № 343. Рр. 46-58

  18. Juknelevicius R., Rimkus A., Pukalskas S., Matijosius J. Research of performance and emission indicators of the compression-ignition engine powered by hydrogen - Diesel mixtures // International Journal of Hydrogen Energy. 2018. Рр. 1-10. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.11.185

  19. Hamdan M. O., Selim M. Y. E., Al-Omari S.-A. B., and Elnajjar E. Hydrogen supplement co-combustion with diesel in compression ignition engine // Renewable Energy. 2015. № 82. Рр. 54-60

  20. Karagoz Y., Sandalci T., Yuksek L., Dalkilic A. S. Engine performance and emission effects of diesel burns enriched by hydrogen on different engine loads // Int J Hydrogen Energy. 2015. № 40. Рр. 702-713

  21. Tsujimura T., Suzuki Y. The utilization of hydrogen in hydrogen / diesel dual fuel engine // Int J Hydrogen Energy. 2017. № 42. Рр. 19-29

  22. Ciniviz M., Köse H. Hydrogen Use in Internal Combustion Engine: A Review / International Journal of Automotive Engineering and Technologies. 2012. № 1. Рр. 1-15

  23. Putrasari Y. et al. Thermal efficiency and emission characteristics of a diesel-hydrogen dual fuel CI engine at various loads condition // Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology. 2018. № 9. Рр. 49-56

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Кондратюк А. А. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 3 (80) Июнь 2020