二甲醚純?nèi)剂吓c二甲醚-液化石油氣混合燃料均質(zhì)壓燃燃燒模擬研究.pdf

1、隨著人們對(duì)能源短缺和環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的能源消耗和排放成為發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)的兩個(gè)主要問題.均質(zhì)充量壓縮著火(HCCI)燃燒方式能有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NO<,x>和碳煙排放,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效低污染的燃燒,近年來(lái)日益受到人們的重視.但HCCI燃燒很難在寬廣的負(fù)荷運(yùn)行范圍內(nèi)對(duì)著火和燃燒進(jìn)行控制.根據(jù)HCCI燃燒方式中燃料的著火和燃燒受其氧化反應(yīng)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制的觀點(diǎn),本文基于燃料氧化的化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論,采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法研究了

2、純?nèi)剂隙酌?DME)和二甲醚/液化石油氣(DME/LPG)混合燃料HCCI著火和燃燒特性.1.通過改造柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng),在2135柴油機(jī)上試驗(yàn)研究了二甲醚燃料的HCCI燃燒和排放特性.2.利用改進(jìn)的HCT程序采用單區(qū)燃燒模型和詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理對(duì)二甲醚HCCI燃燒進(jìn)行了數(shù)值模擬,并考察了燃料氧化的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和壁面?zhèn)鳠釋?duì)計(jì)算結(jié)果的影響.3.采用反應(yīng)流分析方法對(duì)二甲醚氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理在HCCI燃燒邊界條件下的反應(yīng)歷程和反應(yīng)放熱

3、機(jī)理進(jìn)行了分析.4.數(shù)值模擬研究了燃空當(dāng)量比、進(jìn)氣充量溫度、壓縮比、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和EGR等參數(shù)對(duì)二甲醚HCCI燃燒的影響.5.針對(duì)二甲醚HCCI燃燒著火太早燃燒太快的缺點(diǎn),根據(jù)燃料設(shè)計(jì)理論,采用高十六烷值燃料DME與高辛烷值燃料LPG混合形成混合燃料以控制HCCI著火和燃燒,拓寬發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷運(yùn)行范圍,并采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行了研究.通過構(gòu)建DME/LPG混合燃料的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理,采用單區(qū)燃燒模型對(duì)DME/LPG混合燃料的HCCI燃燒模擬

4、研究表明:DME/LPG雙燃料表現(xiàn)出明顯的兩階段放熱特性.混合燃料中DME濃度或LPG濃度對(duì)混合燃料的HCCI著火和燃燒具有顯著影響.低溫放熱峰值大小及著火時(shí)刻取決于DME濃度,而高溫放熱階段與LPG濃度關(guān)系密切.DME/LPG混合燃料的HCCI著火存在最低DME濃度,且隨燃料總熱量增大而增大.在燃料完全燃燒情況下,指示平均有效壓力隨LPG濃度增大而增大.6.模擬研究表明,采用燃料設(shè)計(jì)方法可以控制HCCI著火和燃燒,拓寬HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的