HCCI發(fā)動機(jī)燃燒過程的單區(qū)與多區(qū)模型數(shù)值研究.pdf

1、均質(zhì)壓燃著火（HCCI）燃燒方式的提出為實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的高效燃燒和較低排放帶來了新的技術(shù)手段，而數(shù)值模擬的方法憑借其出色的經(jīng)濟(jì)性和可靠性在HCCI發(fā)動機(jī)燃燒過程的研究中占據(jù)重要的地位。
　　本文以正庚烷為燃料，通過建立單區(qū)和多區(qū)燃燒模型對HCCI發(fā)動機(jī)的燃燒過程進(jìn)行了全面的計算和分析。首先結(jié)合能量和質(zhì)量方程及相關(guān)假設(shè)建立了HCCI單區(qū)燃燒模型，并耦合入正庚烷詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理，利用計算閉口系內(nèi)均質(zhì)氣相化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的程序SENKI

2、N對特定初始條件下的單區(qū)模型進(jìn)行求解，從而獲得缸內(nèi)溫度、壓力和放熱率等參數(shù)在整個燃燒歷程中的變化，并分別探討了發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、當(dāng)量比、廢氣再循環(huán)（EGR）、壓縮比和轉(zhuǎn)速等因素對于著火時刻和燃燒特性的影響。在單區(qū)模型的基礎(chǔ)上通過加入分區(qū)模型、區(qū)間傳質(zhì)模型、缸壁散熱模型和邊界層厚度模型構(gòu)建了HCCI多區(qū)燃燒模型，通過修改SENKIN對多區(qū)模型進(jìn)行分離式計算，從而獲得各區(qū)間溫度、質(zhì)量、組分和體積等參數(shù)的變化，并比較了多區(qū)模型中不同初

3、始條件和子模型對于燃燒和排放指標(biāo)的影響。最后通過選擇合適的初始條件和子模型構(gòu)成一個九區(qū)模型，針對一臺HCCI發(fā)動機(jī)的著火和燃燒過程進(jìn)行了計算和分析。
　　利用多區(qū)模型進(jìn)行計算后發(fā)現(xiàn)：將內(nèi)核心區(qū)進(jìn)行細(xì)分對于燃燒特性影響不大，而將外核心區(qū)再次劃分能小幅改善排放精度；加入缸壁散熱模型和區(qū)間傳質(zhì)模型能更加準(zhǔn)確地描述HCCI燃燒過程；減小縫隙區(qū)容積、提高缸壁溫度能使燃燒更加充分并減少排放；HC主要產(chǎn)生于縫隙區(qū)與邊界層區(qū)，CO主要來自邊界層區(qū)