基于廢氣燃料重整的汽油直噴發動機效率和排放改善研究

基于廢氣燃料重整的汽油直噴發動機效率和排放改善研究

廢氣燃料重整技術已被確定為很有潛力的熱化學能量回收技術，可以提高汽油機的效率，從而減少CO2以及其它氣體和PM的排放量。原理是從發動機排放的一部分廢氣中吸收熱量，加速催化反應，進行汽油的重整。含H2量較高的重整油能量更高，再循環到進氣歧管，進入燃料重整廢氣再循環系統（REGR），通過對系統供給H和CO，對常規的再循環系統進行了模擬。重點對比REGR與基本汽油機傳統的EGR。結果表明，REGR具有提高熱效率，同時減少氣體排放和減少PM形成的作用。

近年來，汽車尾氣排放和燃油經濟性法規越來越嚴格，促使汽車行業引進各種新技術。廢氣燃料重整是一種新技術，對廢氣能量進行回收。廢氣燃料重整的熱力學效益取決于兩個主要的吸熱化學反應（蒸汽轉化和干轉化）重新整合。在汽油機中，這些反應將H2和CO轉換成HC燃料，在排氣流中獲取能量，其目的是生產能量含量較高的重整氣態燃料，供給到重整器。為了啟動兩個重整反應，所需的反應物是水和CO2（都包含在廢氣中），在汽油機廢氣排放中小于1%，將全部被消耗或部分消耗。這些都是放熱反應，可能降低該過程的效率。但通過提高催化劑溫度，對于提高轉化器的轉化效率非常有用。當CO濃度在重整過程增加時，該轉化反應更容易發生，對于生成H2是有利的，是溫和的放熱反應。

燃料重整廢氣再循環系統中發生的主要反應如下：

蒸汽轉化：

干轉化：部分氧化轉化：

水-氣轉化：

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

編譯：李雪