汽油機(jī)冷啟動工況下碳?xì)渑欧诺臄?shù)值研究.pdf

1、汽油機(jī)在冷啟動工況下，進(jìn)氣道和燃燒室的溫度很低，噴出的燃油蒸發(fā)緩慢，且大量吸附在壁面，使得燃燒室內(nèi)的混合氣過稀，點(diǎn)燃較為困難，需要增加噴油量來加濃混合氣；另外，冷啟動時缸內(nèi)的殘余廢氣較多，燃燒不穩(wěn)定，燃燒不完全和較厚的壁面淬冷層等原因，造成大量的碳?xì)浠衔铮℉C）殘留。再者，冷啟動時，負(fù)責(zé)尾氣處理的三元催化器尚未達(dá)到其有效的工作溫度，起不到催化作用，殘留的HC直接排放到大氣中，造成嚴(yán)重的尾氣污染。根據(jù)美國的FTP測試方法，冷啟動階段的H

2、C排放占整個測試階段的60％-80％。因此，控制冷啟動HC的生成和排放，對環(huán)境保護(hù)具有非常重要的意義。 汽油是一種混合物，其組分沒有確定的比例，因此，無法對其進(jìn)行直接的數(shù)值模擬。筆者選用異辛烷作為模擬汽油燃燒的替代物，構(gòu)建了一個新的異辛烷氧化反應(yīng)的骨架機(jī)理，并將其添加到KIVA-3V軟件的動力學(xué)反應(yīng)模塊中，通過該軟件模擬汽油機(jī)冷啟動工況下HC的生成和轉(zhuǎn)化。另外，KIVA-3V中的O'Rourke液滴碰撞模型不適合用于汽油機(jī)的冷啟

3、動模擬，筆者根據(jù)Nordin的液滴碰撞理論，構(gòu)建了一個新的MIC液滴碰撞模型，將其量化嵌入到KIVA-3V代碼中,并成功的進(jìn)行了調(diào)試。 完成化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的構(gòu)建以及模型改進(jìn)和標(biāo)定的準(zhǔn)備工作后，通過實(shí)驗(yàn)測得冷啟動不同階段的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，作為模擬的初始條件，模擬了不同缸內(nèi)溫度下HC的生成情況，研究了點(diǎn)火提前角、進(jìn)氣溫度、點(diǎn)火能量、氣流運(yùn)動和增壓比等因素對冷啟動HC生成和排放的影響，為減少冷啟動HC排放的研究提供了理論的參考依