Autoren

S. Tanno, K. Kaneko, K. Kimura, Y. Miyamoto, J. Miyagawa, Toyota Motor Corporation, Aichi, Japan

Jahr

2026

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Wasserstoff kann aus verschiedenen erneuerbaren Energiequellen gewonnen werden, und Wasserstoffmotoren werden als eine der Optionen zur Erreichung der CO₂-Neutralität (CN) in Betracht gezogen. Um die NO_x-Emissionsvorschriften zu erfüllen, werden zwei Hauptansätze für die Verbrennung vorgeschlagen: die stöchiometrische Verbrennung mit dem Ziel der Dreiwegekatalysatorreinigung und die Magerverbrennung zur Reduzierung der NO_x-Emissionen aus dem Motor. Bei beiden Methoden ist die Direkteinspritzung während des Kompressionshubs wirksam, um eine abnormale Verbrennung zu unterdrücken, die spezifische Leistung zu erhöhen und den Wirkungsgrad zu verbessern. Allerdings wird das Gemisch aufgrund der kürzeren Mischzeit inhomogen, was zu Herausforderungen wie höheren Abgastemperaturen aufgrund der Nachverbrennung von unverbranntem Wasserstoff bei der stöchiometrischen Verbrennung und erhöhten NOx-Emissionen gegenüber idealer Homogenisierung bei der Magerverbrennung führt. 

Vergleicht man den Prozess der Wasserstoff Einspritzstrahlmischung mit dem herkömmlichen Einspritzen von Flüssigkraftstoff, so hat ein Gasstrahl nicht nur eine kürzere Mischzeit, sondern auch die inhärente Schwierigkeit, Luft in sich mitzuführen. Obwohl Wasserstoff für seine hohe molekulare Diffusionsfähigkeit bekannt ist, ist die turbulente Diffusion im Zylinder um zwei bis drei Größenordnungen stärker. Daher ist die Nutzung der turbulenten Diffusion für die Gasstrahlvermischung von entscheidender Bedeutung. In dieser Studie wurde eine durch optische Messungen validierte Gasstrahlsimulationsmethode entwickelt und eine systematische Untersuchung unter Verwendung dieser Methode durchgeführt. Auf der Grundlage dieser Analysen wurden Richtlinien für die Erzielung einer gut vermischten Gemischbildung in einem Wasserstoff-Direkteinspritzmotor abgeleitet.

ISBN

978-3-9504969-5-6

DOI

https://doi.org/10.62626/ozpx-dprq Link kopieren

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