一氧化氮對(duì)均質(zhì)壓燃燃燒影響的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬.pdf

1、均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)燃燒方式結(jié)合了傳統(tǒng)壓燃式和火花點(diǎn)火式的優(yōu)點(diǎn)，但是其著火時(shí)刻和燃燒速率控制困難，運(yùn)行范圍狹窄，HC和CO排放高。為了解決HCCI面臨的實(shí)際問題，各種不同的技術(shù)手段在HCCI研究中得到了廣泛的應(yīng)用，其中廢氣再循環(huán)(EGR)由于其突出的優(yōu)點(diǎn)，在HCCI研究中獲得了極大的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，EGR具有四個(gè)方面的作用：加熱作用、稀釋作用、熱容作用以及化學(xué)作用。EGR的化學(xué)作用主要體現(xiàn)于EGR氣體中不同組分的化學(xué)影響。本文選

2、取EGR氣體當(dāng)中非常重要的一種成分―一氧化氮(NO)作為研究對(duì)象，采用試驗(yàn)分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了NO對(duì)四種不同的燃料一正庚烷、異辛烷、甲醇和乙醇HCCI燃燒的影響。
　　 首先以法國Orleans大學(xué)PRISME實(shí)驗(yàn)室的一臺(tái)單缸、四沖程、水冷型柴油機(jī)作為試驗(yàn)臺(tái)架，通過進(jìn)氣加熱的方法實(shí)現(xiàn)了燃料的HCCI燃燒，通過改變進(jìn)氣流中NO的體積比，研究了NO對(duì)正庚烷、異辛烷HCCI燃燒的燃燒性能和排放指標(biāo)的影響。主要對(duì)比了兩種燃

3、料在不同NO濃度比下的HCCI燃燒的缸內(nèi)壓力、溫度、放熱率、著火時(shí)刻、燃燒持續(xù)期以及HC、CO、NOx排放指標(biāo)。
　　 由于HCCI燃燒受燃料的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模擬的焦點(diǎn)主要集中在燃料的反應(yīng)機(jī)理和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型上，因此在試驗(yàn)和前人工作基礎(chǔ)上，構(gòu)建了NO-nC7H16相互氧化的化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型(245個(gè)反應(yīng)，27種組份)，并以此機(jī)理為基礎(chǔ)，采用零維計(jì)算模型SENKIN程序，研究了一氧化氮對(duì)正庚烷HCCI燃燒影響

4、，主要考察NO在內(nèi)燃機(jī)HCCI燃燒條件下對(duì)nC7H16氧化生成的主要中間組分的影響，然后采用反應(yīng)路徑分析法，從化學(xué)動(dòng)力學(xué)的角度探討了NO參與nC7H16氧化的具體反應(yīng)路徑。
　　 由于醇類替代燃料的研究逐漸受到重視，因此在前文試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展了NO對(duì)甲醇、乙醇HCCI燃燒影響的試驗(yàn)與定容燃燒模擬研究。試驗(yàn)結(jié)果顯示NO縮短了甲醇、乙醇HCCI燃燒的滯燃期，并且甲醇、乙醇放熱率的最大值隨NO濃度增加不斷增大，放熱率最大值對(duì)應(yīng)的