董永超，马志豪，王 鑫，马凡华

(1.河南科技大学 车辆与交通工程学院，河南 洛阳 471003；2.清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084)

0 引言

天然气掺氢(hydrogen enriched compressed nature gas，HCNG)燃料是在天然气中掺入一定比例的氢气，加快混合燃料的燃烧速率，拓宽混合燃料的稀燃极限，提高燃烧的定容度，进而使燃烧的效率得到提高[1-2]。由于氢气制备成本高和氢气发动机技术等方面的原因，天然气掺氢混合燃料是氢能在发动机上应用比较有前途和较为可行的方式。

大量研究表明：天然气掺氢虽然在增加热效率的同时可以降低CO的排放，但是过高的燃烧温度同时也导致了NOX排放的增加[3-6]。目前，降低HCNG发动机NOX排放的主要方法是采用废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)技术和稀燃技术。文献[7-8]在一台天然气掺氢发动机上结合EGR技术进行了发动机的燃烧和排放特性试验，研究结果表明：引入EGR后可以在一定程度上提高有效热效率，并显著降低NOX排放。文献[9]在一台天然气/氢气混合燃料的缸内直喷发动机上，通过引入EGR研究了掺氢比、EGR率及燃料喷射时刻对发动机性能和排放的影响，结果表明：NOX排放随EGR率的增大而下降，随掺氢比的增加而上升。文献[10]在稀燃条件下研究了天然气掺氢发动机的热效率与排放性能，发现在最佳点火提前角(minimum spark advance for best torque,MBT)掺氢，可以一定程度上提高发动机的指示热效率，降低未燃CH4和CO的排放，改善NOX与未燃碳氢的权衡关系。纯天然气结合EGR的燃烧与排放特性方面的研究已有很多[11-12]，但是HCNG结合EGR方面的研究还相对较少，且已有的研究都是在节气门全开的条件下进行的，对部分节气门开度下HCNG结合EGR的性能和排放的研究，尚缺少充分的数据积累。……