UPB 使用质量流量计测试氢柴油发动机效率
为了减少交通运输部门的碳排放，欧盟委员会正在努力在未来 10 年内将交通运输CO 2的排放量减少37.5%。一个有前途的方法是专注于开发替代燃料和技术来取代温室密集型燃料和技术。如果火花点火发动机被清洁柴油发动机取代，CO 2排放量可减少15%，总体燃料消耗也将减少。
然而，清洁柴油发动机比火花点火发动机更复杂、更昂贵。为了支持该技术的过渡期，同时开发可持续且负担得起的燃料至关重要。其中一种解决方案是将氢燃料与传统柴油燃料混合。许多团体正在成功实施该解决方案，其中包括布加勒斯特理工大学(UPB)。在这里，我们将评估他们用氢气补充柴油燃料的研究。
研究成果
该团队的主要研究目标是研究向柴油中添加氢气如何影响其能量性能。他们发现，向柴油发动机补充氢气可使发动机效率提高 5.3%，同时降低 CO 2、碳氢化合物、氮氧化物和烟雾排放水平。这些发现强化了使用氢作为使柴油燃料更清洁、更高效的方法的有效性。
要实现柴油、氢气和空气的极佳混合，为反应提供氧气，需要在整个发动机负载范围内实现压力、燃烧温度和热效率的微妙平衡。
讨论
氢气是一种提高柴油发动机效率的有前途的方法，无需对发动机设计进行重大改变。然而，大规模实施氢能也面临着挑战。
第一个挑战是氢气与柴油燃料不能很好地混合，并且储存纯氢气需要高压或低温条件。由于氢气体积小、密度低，因此也很容易泄漏。泄漏不仅成本高昂，而且还会危及操作人员的安全。最后，只有可持续生产氢气，改用氢气才是真正有效的。使用化石燃料产生的氢而不捕获和利用碳最终会抵消其好处。
提高柴油发动机效率的概念似乎很有吸引力，但它并不是一个快速而简单的解决方案。有效的氢能实施成本高昂，需要付出大量努力，从而降低了大规模采用的可能性。除了化石燃料枯竭和各种形式的碳税问题之外，这意味着投资纯可再生能源系统可能更实际。
测试设置
在实验过程中，使用艾里卡特质量流量计来监测进入发动机试验台的氢气管线的流量。该装置与氢气喷射器以及空气和柴油流量控制结合使用，以获得所需的柴油-氢气-空气混合比。在一系列发动机负载下以 5% 的增量测试了 0-20% 的氢气补充，以确定在发动机运行条件下各种混合物的效率，同时监测发动机压力。然后，连接的气体分析仪可以分析整个操作条件下的排放水平和成分。
使用一种新颖的装置在各种操作条件下进行效率测试。PLC 控制基础设施与各种仪器进行通信，以确保准确的燃油比。通过增加氢气流量来减少柴油循环量，以将输出制动功率保持在标准加油水平。这样，设定不同的氢气流量，以改变能量替代比。因此，确保发动机运行状态、燃料循环量、缸内峰值压力、污染物排放水平和废气温度之间的极佳相关性，从而在使用氢气时实现高发动机效率。
发动机测试仪器
在发动机测试时，稳定可靠的运行条件测量对于获得可靠的结果至关重要。毫秒流量读数、±0.1% 重复性以及与一系列通信协议的集成可实现平稳、直接的测试。测量范围低至仪器满量程的 0.01%，结合98 多种预编程气体校准和随附的 COMPOSER 固件存储 20 种自定义气体混合物也是发动机研发实验阶段的宝贵资产。这消除了切换气体时对校正因子（k 因子）的依赖，并减少了覆盖宽工作范围所需的线路和仪表组的数量。此外，来自内置单元显示器的管线流量和压力的持续视觉反馈可用于通过前面板控件轻松地在本地更改设定点和气体混合。