一種用于內燃機的CNG-H2-AIR混合器的新設計：實驗和數值研究

柴油發動機因其高熱效率和低碳氫化合物（HC）和一氧化碳（CO）排放而被廣泛使用，但氮氧化物（NOx）和顆粒物質（PM）排放較高?，F在已經應用了各種減少NOx和PM排放的方法，包括使用選擇性催化還原劑和柴油微粒過濾器。然而，這兩種方法在很大程度上取決于使用昂貴的貴金屬作為催化劑，并且該裝置難以對已使用的柴油車輛進行改裝。因此，有學者已經提出了各種妥協策略。

Figure 2.Three-dimensional of the new mixer

一些研究旨在將柴油發動機轉換為雙燃料或三燃料發動機，以提高其燃料經濟性并減少柴油機的排放，然而，大多數研究并未考慮提高發動機內燃料混合物的均勻性并準確控制空燃比。在本文中，設計、制造和測試了一種新型空氣燃料混合器（文中Figure 2）。所提出的空氣-氣體燃料混合器設計被設想為適合于將空氣與壓縮天然氣（CNG）以及氫氣和壓縮天然氣（HCNG）的混合物混合，從而得到具有高均勻度指數的均勻混合物，并且還易于與一個電子控制單元（ECU）相配合，用于精確控制不同發動機轉速下的空燃比。為了優化新混合器內部的均勻性，我們創建了14個不同的混合器模型來研究混合器內部的直徑、位置和孔數量對混合物的均勻性和分布的影響。使用計算流體動力學分析軟件檢查新混合器模型內混合物的流動行為、分布和均勻性。模擬結果表明，對于氫氣和壓縮天然氣混合物的空燃比=51.31，模型中的UI值分別為0.939和0.937時獲得最佳均勻性指數（UI）值，壓縮天然氣的空燃比=34.15。根據新型混合器在不同發動機轉速（1000-4000）和空氣-CNG比率為34.15下的數值和實驗結果，空燃比的實驗值和數值之間達到了有意義的 一 致 R2）=0.96，變 異 系 數（CoV）=0.001494）。