微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)著火燃燒過程分析與模擬.pdf

1、隨著微納米技術(shù)研究的不斷進(jìn)步，微動(dòng)力(Power—MEMS)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它具有相對(duì)微小的體積，較高的能流密度，在當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)中具有極為廣闊的應(yīng)用前景，是一種極具軍用和民用價(jià)值的新技術(shù)。本文在分析國(guó)內(nèi)外微型發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性的研究。 本文對(duì)微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的著火、燃燒過程進(jìn)行了詳細(xì)研究，建立了HCCI燃燒過程計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用單區(qū)模型對(duì)HCCT著火特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究

2、了混合氣初始溫度、初始?jí)毫?、?dāng)量比、壓縮比對(duì)HCCI著火時(shí)刻的影響，為控制HCCI著火時(shí)刻提供依據(jù)。本文建立了理想狀態(tài)下微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的數(shù)學(xué)模型，包括壓縮著火模型、定容燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型以及膨脹做功模型，并且提出了自由活塞運(yùn)動(dòng)的截?cái)嗨俣雀拍?，?duì)現(xiàn)有的壓縮著火模型進(jìn)行了修正，使得模型更加合理、準(zhǔn)確。本文運(yùn)用建立的微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)學(xué)模型，耦合丙烷詳細(xì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理，對(duì)微型機(jī)中HCCI壓縮著火燃燒過

3、程進(jìn)行模擬，獲得了微發(fā)動(dòng)機(jī)的著火、燃燒特性，主要包括著火時(shí)刻的確定，燃燒壓力、溫度的變化，自由活塞的運(yùn)動(dòng)特性，以及燃燒過程中中間基和燃燒產(chǎn)物的濃度變化規(guī)律。在單次活塞沖擊工況下，對(duì)微型自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)著火燃燒過程進(jìn)行了變參數(shù)研究。獲得了不同微型發(fā)動(dòng)機(jī)尺度、不同混合氣初始溫度和初始?jí)毫?、不同自由活塞初始速度情況下，著火時(shí)刻變化特性以及燃燒特性變化規(guī)律，為進(jìn)一步獲得控制燃燒過程的因素提供了理論依據(jù)。 本文的研究工作對(duì)搞清微尺度著火燃燒