燃料在線改質(zhì)甲醇均質(zhì)壓燃模擬研究.pdf

1、伴隨節(jié)能減排的巨大壓力,均質(zhì)充量壓縮著火(HomogeneousChargeCompressionIgnition,HCCI)以其出色的表現(xiàn)得到廣大科技工作者的肯定。與普通柴油機(jī)不同,HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)以均質(zhì)混合氣的方式進(jìn)行壓縮自燃,氣缸內(nèi)無(wú)明顯的火焰?zhèn)鞑?。進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí),氣缸內(nèi)被認(rèn)為是均質(zhì)混合氣,因此不存在局部混合氣過(guò)濃而導(dǎo)致燃燒后NOx和PM極高的現(xiàn)象,因此而成為內(nèi)燃機(jī)界的研究重點(diǎn)。均質(zhì)壓燃的燃燒受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的控制,已被公認(rèn)接受。因此

2、,在應(yīng)用過(guò)程中存在的燃燒始點(diǎn)難以控制和運(yùn)行范圍過(guò)窄等問(wèn)題亟待解決。
　　為了解決燃燒相位的控制和拓展運(yùn)行范圍的問(wèn)題,本研究團(tuán)隊(duì)提出一種在線的燃料改質(zhì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由在氣缸蓋上建立的獨(dú)立可控的改質(zhì)室及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成,改質(zhì)室與主氣缸由獨(dú)立可控的閥門連接。閥門在燃燒過(guò)程中一直處于開(kāi)啟狀態(tài),待燃燒完成后閥門關(guān)閉,截取部分燃后氣體在改質(zhì)室內(nèi),向其中噴入改質(zhì)燃料發(fā)生改質(zhì)反應(yīng),在下循環(huán)適當(dāng)時(shí)刻將改質(zhì)產(chǎn)物加入主缸內(nèi)。由于改質(zhì)產(chǎn)物中含有大量活性物

3、質(zhì),主要包括H2、CO、H、O、OH等,這些物質(zhì)對(duì)于著火控制有著決定性作用,因此通過(guò)閥門開(kāi)啟的時(shí)刻控制,可以有效地將其受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的控制轉(zhuǎn)化為受機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制,從而解決燃燒相位的控制和運(yùn)行范圍的拓展問(wèn)題。
　　本文應(yīng)用CHEMKIN軟件建立了在線燃料改質(zhì)模型,進(jìn)行了燃料改質(zhì)的燃燒數(shù)值模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在改質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物中,以H2對(duì)主缸內(nèi)混合氣的著火和燃燒的影響效果最為明顯,因此本文將H2的產(chǎn)量作為優(yōu)化改質(zhì)系統(tǒng)參數(shù)的目標(biāo)。另外,在改