SJTU-Team untersucht Ammoniak-HCCI-Verbrennung in Freikolbenmotoren

Forscher der Shanghai Jiao Tong University untersuchen die ammoniakbetriebene HCCI-Verbrennung in einem Freikolbenmotor. In einem in der Fachzeitschrift Fuel veröffentlichten Artikel berichten sie über ein optimales Verdichtungsverhältnis (CR = 25) für die Ammoniakzündung und eine optimale Kolbenbahn (symmetrische Bahn mit Ω = 0,5) für die Ammoniak-HCCI-Verbrennung, um gleichzeitig den thermischen Wirkungsgrad und die NOx-Reduktion zu verbessern.

Ammoniak ist ein vielversprechender CO2-neutraler Kraftstoff, der schwere Nutzfahrzeuge, nicht für den Straßenverkehr bestimmte Maschinen und Seeschiffe ohne CO2-Emissionen antreiben kann. Bei der Anwendung von Ammoniak in herkömmlichen Verbrennungsmotoren (ICEs) bestehen jedoch aufgrund seiner hohen Zündenergie, langsamen Flammenausbreitung und erheblichen NOx-Emissionen immer noch praktische Herausforderungen.

Der Freikolbenmotor (FPE) ist eine flexible Alternative zum Verbrennungsmotor, dessen Kolben sich ohne die Einschränkungen der Kurbelwelle frei bewegen kann. Daher kann seine Kolbenbahn als neues Steuermittel genutzt werden, um die Ammoniakverbrennung zu erleichtern.

Um die Ammoniak-HCCI-Verbrennung in einem FPE zu untersuchen, entwickelte das Team zunächst ein Modell, das einen einzigartigen Trajektoriensynthesemechanismus und einen detaillierten Reaktionsmechanismus der Ammoniakoxidation umfasst. Anschließend wendeten sie verschiedene asymmetrische Kolbenbahnen im Modell an.

Die simulierte HCCI-Verbrennung wurde anhand von sechs Merkmalen analysiert: angezeigter thermischer Wirkungsgrad; Ort des Spitzendrucks; Abgastemperatur; Verbrennungsdauer; Zündverzögerung und NOx-Emissionen.

Ressourcen

Chen Zhang, Biaowu Lu, Jinlong Wang, Lei Zhu, Jin Xiao, Zongxuan Sun, Zhen Huang (2023) „Numerische Analyse der Ammoniak-HCCI-Verbrennung in einem Freikolbenmotor durch bahnbasierte Verbrennungssteuerung“, Fuel, Band 341 doi: 10.1016 /j.fuel.2023.127634

Gepostet am 13. Februar 2023 in Ammoniak, Motoren, Markthintergrund | Permalink | Kommentare (0)