| 单词 | 氢能柴油机(兼及氢能汽油机) |
| 释义 | 【氢能柴油机(兼及氢能汽油机)】 拼译：hydrogen-fuelled internal combusfion engines 预计到1995年，占化石类燃料约80%的石油，达其发展峰值，随后便急剧下降，直到2010～2020年前后，下降到总能源的20%以下，煤虽是发展中国家占重要地位的重要资源，但由于储量有限，应用前景也不容乐观。这些迫使人们从20世纪70年代起，致力于寻找有别于传统能源的新的代用燃料，以解决各种动力机械的能源问题。迄今人们研制成的石油代用燃料，有甲醇、乙醇、水煤气、沼气(甲烷)和各种植物油等，它们可在不同程度上部分地替代石油类燃料或与石油类燃料一起作双燃料使用。只是在它们的化学组成中都包含有碳(C)，燃烧后会在排放物中出现CO2、CO、HC等，加之此类燃料本身的性能也不理想，于是人们想到了氢能。 专家们预测，21世纪将是核能和太阳能的世纪，当然也必定是“二次能源”氢能的世纪。由于那时氢能的成本将大大降低，加上氢能固有的一系列本质优点，因此，人们给予氢能以极高的评价。19世纪中叶，人们即开始对氢燃料发动机产生兴趣。但最早的一次试验则是1924年英国人R．Ricardo在1台单缸可变压缩比的发动机上进行的。加拿大人O．King，英国Burstoll等也陆续地做过一些试验研究。他们在研究工作中，首先肯定了氢气发动机可以在任何负荷条件下工作，只要改变氢的供给量就可以了；同时发现当，用稀薄氢气混合气工作时，发动机的指示热效率会比燃用汽油时的情况高些。除他们外，Erren在研究工作中第1次使氢气发动机采取了“内混气”的供氢方式，这时氢气经由穿过发动机冷动水套的管道，从一些小喷嘴直接喷入气缸，与缸内密闭的空气混合，从而使发动机功率在同等供氢量下有可能得到提高，而燃料经济性也相随得以改善。自20世纪70年代起，氢气发机的研究带有日益明确的能源和环境目的。根据结构可能及现实研究的需要，目前一些发达国家多半以现有汽油机作为改装成氢气发动机的母机。因为这些国家大量拥用，主要以汽油作为动力来源汽车，即使是以柴油机作为母机加以改造，仍然采取火花点火或电热热面点火，并同时将其压缩比适当降低。采用柴油－氢双燃料方式并借助压缩过程点火的情况仅见于70年代后期加拿大G．．AKarim、日本盐出敬二郎等所作的研究。因为液氢在运输和保管上多有不便，多采取具有相同效果的金属氢化物的贮氢方式。下面给出这些国家在内燃机改装中反映在氢态特征、母机状况和点火方式上的几个不同实例：(1)利用原汽油机，保持原压缩比和点火方式。部分燃氢、氢气和汽油均直接喷入气缸，其供给量及配比由微机作同步控制。(德国MercedesOBenz280irlg，1981)(2)利用原汽油机，保持原压缩比和点火方式。全部燃氢，氢气直接喷入气缸，氢量由微机控制。(德国Mercedes-Benz310汽车，1984；以及日本某实验车辆，(1988)(3)改装柴油机，降低其压缩比(例如由原17．5降至10．5)，添设火花点火装置。全部燃氢，氢气直接喷入气缸。(美L．G．Olavson等，1984)(4)利用原柴油机，但出于改善性能目的，采用缸内电热热面点火。全部燃氢，液氢直接喷入气缸。(日Takao Fukuma等，1986)中国自20世纪80年代以来，在一些大学中也陆续开展了有关氢能发动机的研究工作，但其研究目的主要地说都是为了探索发动机燃氢后的工作过程、排放特点和存在的问题，而不是为了最终形成产品。例如，天津大学李厚生等人研究了汽油－氢双燃料发动机与原机相比在经济性上的提高(1985)，在排放特性上的改善(1987)，和反映在燃烧规律上的变化(1988)；浙江大学李经定等人研究了汽油－氢双燃料发动机如何地实现稀薄混合气的快速燃烧以提高燃料经济并改善其排放性特性(1984)，以及研究了纯氢发动机的回火、早燃和异常燃烧等问题(1986)。基于中国国情和研究目的，上述各项研究，氢源均利用高压氢瓶而非来自于液氢和燃氢。中国大量使用柴油机的国情决定着柴油机向着柴油－氢双燃料发动机过渡的重要性和迫切性。为此上海交通大学王维钢等人研究了经改造的柴油机燃烧过程的特征，提出了一个化学反应动力学链式反应模型(1985)吉林工业大学徐挺等人研究了柴油机改造后的经济性和NOx的排放趋向，建立了溶耗油量、耗氢量、喷油提前角、转速和压缩比为一体的综合性优化模型(1992)。这些研究所用氢源也为高压氢瓶。在氢能引向能源领域今后研究的热点为：1．与汽油机相比，柴油机热效率高、排放特性好、进气不受节流、运转中不用电，所以在克服其重量大，振动噪声大、机械损失大等不足的基础上，将氢能用于柴油机带来的各种问题，将日益成为人们在开发、利用氢能中关注的中心。2．在汽油机上被证明是行之有效的措施，如(1)进气管喷水降爆；(2)废气再循环；(3)改涡流式，预燃式燃烧室为直喷式；(4)涡流效果由改造活塞顶部实现；(5)双燃料机中氢气继续维持直喷以提高功率、防止回火；(6)微机控制氢量、点火时刻以及双燃料机中的油、气配比等等，都将被移植到柴油机上来。3．双燃料柴油机在相当长的一段时间内可以作为纯氢柴油机的一种过渡形式继续存在，因此加强有关双燃料柴油机结构、性能的研究，并进一步提高其研究质量，是一件既有现实意义又颇具科学远见的事。(吉林工业大学徐挺教授撰) |
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