醇類(lèi)添加劑及部分燃料分層對(duì)HCCI燃燒影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、均質(zhì)充量壓縮著火(HCCI)作為一種高效、低溫、低排放（尤其是NOx和碳煙）的第三種燃燒方式優(yōu)勢(shì)突出，結(jié)合了汽油機(jī)和柴油機(jī)的特點(diǎn)。但是HCCI燃燒主要受化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制，存在著火時(shí)刻難以控制，負(fù)荷稍高會(huì)出現(xiàn)爆震的問(wèn)題。通過(guò)改變混合氣燃料的性質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)著火時(shí)刻具有操作簡(jiǎn)單、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，有潛力成為控制HCCI燃燒的手段。本文就燃料在均質(zhì)壓燃條件下放熱特點(diǎn)的不同，用兩種方法拓展HCCI負(fù)荷范圍，并對(duì)其進(jìn)行了模擬計(jì)算。
　　 第一種方法是

2、在具有雙階段放熱規(guī)律（低溫放熱和主燃燒）的柴油中添加辛烷值高的乙醇。通過(guò)摻混不同摩爾比例的乙醇來(lái)控制柴油HCCI的燃燒過(guò)程，其中柴油用正庚烷（n-Heptane）替代。利用多區(qū)模型數(shù)值模擬了摻混乙醇對(duì)放熱率、最大壓力升高率及排放的影響，比較了乙醇和EGR對(duì)柴油燃燒的影響作用。從化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度分析了添加乙醇后，柴油低溫氧化反應(yīng)中一些重要中間活性基OH、CH20、H202的變化。結(jié)果表明:隨著正庚烷中摻混辛烷值高的乙醇摩爾比例的增加，低溫放

3、熱始點(diǎn)和高溫放熱始點(diǎn)均有延遲，當(dāng)量比為0.3摻混乙醇摩爾比例為57％時(shí)，低、高溫放熱始點(diǎn)分別延遲2.4°和6.3°，最大壓力升高率降低。排放中的氮氧化物和CO的量減少。但是過(guò)多的摻混乙醇，會(huì)導(dǎo)致平均指示壓力減小。
　　 第二種方法采用具有單階段放熱規(guī)律（主燃燒）的汽油作為研究對(duì)象。利用化學(xué)氣相動(dòng)力學(xué)軟件分析了不同進(jìn)氣壓力、溫度和外部EGR條件下，汽油燃料著火時(shí)刻與當(dāng)量比（Φ）的關(guān)系。并結(jié)合CFD軟件，建立發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴霧模型。先預(yù)

4、混大部分的燃料，然后在壓縮沖程后期噴入少部分的燃料（最大不超過(guò)20％）實(shí)現(xiàn)部分燃料分層。通過(guò)改變噴油量和噴油時(shí)刻，研究部分燃料分層對(duì)汽油進(jìn)氣增壓HCCI的影響。結(jié)果表明:汽油作為單階段放熱燃料，在自然吸氣條件下著火時(shí)刻基本上不隨Φ的變化發(fā)生改變，部分燃料分層不能降低敲缸強(qiáng)度。但是在增壓條件下，著火時(shí)刻對(duì)Φ變得敏感，而且在進(jìn)氣溫度降低的情況下這種現(xiàn)象更明顯，部分燃料分層能夠有效降低敲缸強(qiáng)度。依次增加噴入的油量和延遲噴油時(shí)刻，營(yíng)造不同的缸內(nèi)