汽油-柴油混合燃料特性對柴油機低溫燃燒影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、低溫燃燒模式（LTC）是提高柴油機熱效率和降低NOx、碳煙排放的有效技術措施，汽油/柴油混合燃料較傳統(tǒng)單一柴油燃料從燃料特性上更適合柴油機低溫燃燒過程。本文采用三維CFD軟件KIVA-3V與PRF-PAH動力學機理相耦合的方法，對缸內(nèi)油氣混合、燃燒、中間產(chǎn)物生成和消耗歷程及有害排放物生成過程進行模擬分析，研究汽油/柴油混合燃料特性對柴油機低溫燃燒性能與排放特性影響的機理。
　　通過在小負荷工況下對柴油和正庚烷燃料低溫燃燒過程進行數(shù)

2、值模擬，研究燃料揮發(fā)性對柴油機低溫燃燒過程的影響。結果表明，正庚烷由于揮發(fā)性好，韋伯數(shù)大，燃油蒸發(fā)快，可有效改善缸內(nèi)的油氣混合過程，燃燒開始前缸內(nèi)混合氣濃度分布梯度較柴油小，與柴油相比其碳煙生成量較少。在較低噴油壓力下，正庚烷相對柴油可以有效降低碳煙峰值。可見，燃料揮發(fā)性的改善能夠彌補低噴油壓力對混合的不利影響，因此提高燃料揮發(fā)性可以降低低溫燃燒對高噴射壓力的需求。在中等負荷工況下，雖然燃料揮發(fā)性對油氣混合的促進作用和對碳煙排放降低程度

3、不如小負荷明顯，但提高揮發(fā)性仍能起到有效降低碳煙的作用。
　　進一步研究了汽油/柴油混合燃料對柴油機燃燒和排放特性的影響。無 EGR時隨著汽油摻混比例的升高，燃料十六烷值降低，滯燃期延長，同時燃油揮發(fā)性增強，促進了油氣混合，高溫反應中重要活性基OH生成速率和消耗速率提高，預混燃燒比例增加，縮短了燃燒持續(xù)期。即采用一定汽油比例的汽油/柴油混合燃料加快了傳統(tǒng)燃燒的燃燒反應速度。較大EGR率低溫燃燒模式下，燃燒反應對燃料活性更加敏感。由

4、于高EGR率和高汽油摻混比例都會顯著降低系統(tǒng)反應活性，致使整體燃燒反應速率隨著摻混汽油比例的增大先升高后降低。DG40由于缸內(nèi)燃料活性明顯降低，高溫反應速率較慢，致使燃燒相位較嚴重滯后；而DG20缸內(nèi)OH活性基生成量多，高溫反應速率加快，燃燒持續(xù)期縮短。這說明在較大比例EGR率工況下，摻混一定比例汽油仍具有進一步改善燃燒過程的潛力。汽油/柴油混合燃料揮發(fā)性提高和滯燃期延長有效改善了混合過程和燃燒初始時刻缸內(nèi)當量比分布，減少了碳煙生成區(qū)域