燃料理化特性對均質壓燃影響的試驗研究.pdf

1、均質壓燃(HCCI)結合了傳統(tǒng)汽油機和柴油機的優(yōu)點，能夠同時降低氮氧化物(NOx)和微粒(PM)排放而且具有較高的熱效率，被認為是最有潛力的新一代內燃機燃燒方式，是目前國際內燃機燃燒學研究的熱點。HCCI著火和燃燒主要受到混合氣燃燒化學反應動力學的控制，燃料特性以及燃燒邊界條件對HCCI燃燒過程有決定性影響。為了研究不同特性燃料的HCCI燃燒反應機理、探索有效的HCCI燃燒控制策略以及尋找適合HCCI燃燒的特性燃料，最終實現(xiàn)對HCCI燃

2、燒著火時刻和燃燒反應速率的精確控制以及拓寬其運轉工況范圍，本文對燃料特性和燃燒邊界條件(負荷、轉速、EGR、進氣溫度和壓力等)對HCCI燃燒特性、運轉工況范圍、發(fā)動機性能以及排放特性等的影響規(guī)律進行了系統(tǒng)的試驗研究。 ㈠采用由正庚烷和異辛烷混合而成的不同辛烷值基礎燃料(PRF)研究燃料辛烷值和燃燒邊界條件對HCCI燃燒過程、運轉工況范圍以及排放特性等的影響?；A燃料的HCCI燃燒過程表現(xiàn)了明顯的雙階段放熱特點，燃料辛烷值越低，低

3、溫反應放熱越明顯。燃料辛烷值對HCCI燃燒過程的影響與燃燒邊界條件有關，且隨燃燒邊界條件變化而變化，負荷越低、發(fā)動機轉速和EGR率越高，燃料辛烷值對HCCI燃燒過程的影響越明顯。提高燃料辛烷值和EGR率可使HCCI運轉工況范圍向大負荷區(qū)域拓寬。HCCI對燃料辛烷值的要求介于汽油燃料和柴油燃料之間，在本研究試驗條件下，辛烷值為60燃料的HCCI運轉工況范圍及高效率運轉區(qū)域覆蓋的工況范圍均為最寬，能夠實現(xiàn)的最高指示效率也最高。HCCI的HC

4、排放與燃料辛烷值和工況有關，大負荷時主要來源于缸內的縫隙容積，但低負荷時，缸內大范圍的淬熄是HC排放的主要來源；與HC排放不同，CO排放主要取決于缸內溫度，并與它具有很好的一致性。 ㈡采用研究法辛烷值近似相同但理化特性不同的燃料研究燃料特性和燃燒邊界條件對HCCI燃燒過程、運轉工況范圍以及排放特性等的影響。研究法辛烷值相同但理化特性不同的燃料即使在相同燃燒邊界條件下其燃燒特性參數(shù)也有較大的差別，而且在不同的燃燒邊界條件下燃料特性

5、對HCCI燃燒特性參數(shù)的影響也不同，即燃料特性對HCCI燃燒過程的影響與燃燒邊界條件有關，且隨燃燒邊界條件變化而變化。OI是比研究法辛烷值和馬達法辛烷值相對全面的燃料抗爆性能的相對度量指標，它在各種運轉工況條件下均能較好的表征不同燃料在相同工況條件下的抗爆性能的相對強弱。相同運轉工況條件下，燃料的OI越高，其抗爆性能相對越強，HCCI主燃燒著火時刻越晚。 ㈢采用模擬增壓研究進氣壓力和燃料特性對HCCI燃燒過程、運轉工況范圍以及排

6、放特性等的影響。進氣壓力升高，主燃燒著火時刻提前，缸內最大爆發(fā)壓力增大，但不同進氣壓力條件下，燃料特性對HCCI燃燒過程也有不同的影響。提高進氣壓力可使HCCI的正常運轉工況范圍同時向高負荷和低負荷拓寬。進氣壓力對燃燒效率的影響與燃料辛烷值以及運行工況有關，對于燃燒效率和指示效率均存在一個最佳進氣壓力，燃料辛烷值和運行工況不同，該最佳進氣壓力的值不同；而不同進氣條件下，燃料特性對燃燒效率和指示效率的影響均與燃料的OI有關。不同進氣條件下