均質(zhì)充量壓縮燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模型與數(shù)值模擬研究.pdf

1、HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)采用充分預(yù)混合進(jìn)氣方式(類似汽油機(jī))，在壓縮過程中燃料和空氣混合物達(dá)到著火溫度自燃著火(類似柴油機(jī))，同時(shí)具備了汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，避免了它們的缺點(diǎn)，被認(rèn)為是未來理想的發(fā)動(dòng)機(jī)。HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率高、NO和碳煙排放低的潛力使其成為當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)研究的熱點(diǎn)。 阻礙HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的最主要問題之一是HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)沒有直接的著火時(shí)刻控制策略。HCCI燃燒的獨(dú)特性使得HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的著火時(shí)刻控制既不能像汽油

2、機(jī)通過火花點(diǎn)火來控制，又不能像柴油機(jī)通過控制燃油噴射時(shí)刻來控制。雖然近年來對(duì)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的著火控制策略研究取得一定進(jìn)展，但到目前為止還沒有一個(gè)通用的控制方式被證明是可行的。 為了尋求HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)合適的著火及排放控制策略，本文在對(duì)HCCI燃燒進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，以兩個(gè)專業(yè)計(jì)算軟件為平臺(tái)，建立了兩個(gè)模擬HCCI燃燒的計(jì)算模型：單區(qū)模型和多區(qū)模型。 用單區(qū)模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)HCCI燃燒著火核心區(qū)的燃燒模擬。在單區(qū)模型中運(yùn)用變參

3、數(shù)研究法對(duì)影響HCCI燃燒的燃料種類、燃料十六烷值、辛烷值、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、壓縮比、當(dāng)量比等因素進(jìn)行了大量的數(shù)值計(jì)算，得出了一些HCCI燃燒著火時(shí)刻受上述因素影響的規(guī)律，為HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和燃燒控制提供了理論指導(dǎo)。 運(yùn)用多區(qū)模型首先對(duì)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)計(jì)算，得出了發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮開始之前氣缸內(nèi)部充量的溫度場分布。然后根據(jù)得到的溫度場把氣缸劃分為14個(gè)單獨(dú)計(jì)算的區(qū)域，通過對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行化學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算，著重分析