噴油策略對汽油-柴油雙燃料高預(yù)混燃燒影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、汽油/柴油雙燃料高預(yù)混燃燒（HPCC）模式由于可以靈活控制缸內(nèi)的燃料活性和濃度層，具有實現(xiàn)寬廣工況范圍內(nèi)高效清潔燃燒的潛力，目前受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。缸內(nèi)直噴柴油的噴射策略對這一燃燒過程具有關(guān)鍵性的影響。本文針對噴油策略對雙燃料高預(yù)混燃燒模式的燃燒和排放影響機理開展了研究。
　　針對進氣道噴射汽油、缸內(nèi)直噴柴油的雙燃料高比例預(yù)混燃燒（HPCC）模式，對柴油早噴（E-HPCC）與柴油晚噴（L-HPCC）情況下的燃燒特性和排放

2、特性進行了數(shù)值模擬研究。研究表明，HPCC著火和燃燒過程主要受缸內(nèi)活性自由基控制：較晚噴射會導(dǎo)致缸內(nèi)局部正庚烷濃度高、活性較大，造成高溫放熱提前；較早噴射正庚烷會抑制低溫放熱，從而增加著火時刻缸內(nèi)活性自由基的數(shù)量，是放熱率較高、最大壓升率較大的主要原因。L-HPCC模式下，高溫放熱時刻缸內(nèi)局部正庚烷濃度較大造成了缸內(nèi)局部溫度較高，促進了NOx生成，相對E-HPCC模式NOx排放較高；雖然L-HPCC局部濃度較高會促進碳煙的生成，但同時較

3、高的燃燒溫度加強了碳煙的氧化，因此L-HPCC模式的碳煙低于E-HPCC模式。
　　研究了單次噴射與兩次噴射策略的燃燒機理。結(jié)果表明，汽油/柴油雙燃料HPCC燃燒過程實質(zhì)是缸內(nèi)直噴柴油提高混合氣活性與濃度分層共同作用的結(jié)果；單次噴油策略在高溫放熱前生成了較多的活性自由基，并分布于燃燒室內(nèi)較大的區(qū)域是導(dǎo)致其放熱率增大的主要原因；而兩次噴油中靠近噴油器位置較高正庚烷濃度是觸發(fā)其高溫放熱提前的主要原因。在兩次噴油策略中，活性降低導(dǎo)致其燃

4、燒放熱速率較單次噴油策略低，第一次噴油（SOI1）過早使預(yù)混時間延長，降低了缸內(nèi)混合氣活性自由基的生成，抑制低溫反應(yīng)，并導(dǎo)致明顯的兩階段放熱特性；相對較晚的SOI1策略中第一次噴入缸內(nèi)燃料的低溫放熱會促進第二次噴入燃料的氧化與分解，提高了缸內(nèi)活性，使高溫反應(yīng)時刻提前，放熱率增大。
　　研究了預(yù)混汽油比例對HPCC燃燒特性與排放特性的影響。早噴工況下，缸內(nèi)直噴正庚烷量是決定早噴工況缸內(nèi)活性的直接因素，并影響滯燃期，最高爆發(fā)壓力等燃燒