MULINBUMP復(fù)合燃燒過(guò)程中物理、化學(xué)因素耦合作用的研究.pdf

1、在能源、環(huán)境和（貴金屬）資源的多重壓力下，低溫燃燒成為研究焦點(diǎn)。但柴油燃料粘度高、揮發(fā)性差、自燃溫度低（十六烷值高）的特性，使得柴油HCCI燃燒中混合氣的制備相當(dāng)困難，快速的混合速率是實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒的根本保障。引入EGR后，燃燒后期的混合速率決定uHC的氧化和CO向CO2轉(zhuǎn)化的程度，燃燒中后期高的混合速率是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效燃燒的基礎(chǔ)。因此，全燃燒歷程高混合率的實(shí)現(xiàn)是新概念燃燒研究中的核心。本文基于課題組前期研究工作提出的MULINBUM

2、P復(fù)合燃燒概念，以CFD數(shù)值模擬為主，輔之于實(shí)驗(yàn)研究、激光診斷技術(shù)，對(duì)新概念燃燒條件下所涉及的復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行了探索。得到的主要結(jié)論有： 定容裝置內(nèi)的PLIF測(cè)試和數(shù)值模擬研究表明，在早噴條件下，缸內(nèi)壓力、溫度較低，對(duì)應(yīng)的缸內(nèi)密度也低，燃油貫穿度大，“濕壁”現(xiàn)象明顯，限制預(yù)混燃燒的運(yùn)用?；诿}沖模式調(diào)制的噴油策略可有效地緩解該問(wèn)題，通過(guò)不同的噴油模式在缸內(nèi)形成不同的濃度、溫度分層，有效控制預(yù)混燃燒的著火和燃燒過(guò)程。脈沖模

3、式優(yōu)化的核心應(yīng)圍繞消除燃油的濕壁和控制燃油在缸內(nèi)的分層來(lái)進(jìn)行。 在BUMP燃燒室研究基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地提出具有高混合率的導(dǎo)流沿型燃燒室。數(shù)值模擬結(jié)果顯示：燃油撞壁后，不同燃燒室結(jié)構(gòu)會(huì)引導(dǎo)出完全不同的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)流、突變結(jié)構(gòu)形成的二次射流在缸內(nèi)誘導(dǎo)出一對(duì)旋向相反的渦團(tuán)。渦團(tuán)大小與結(jié)構(gòu)本身的幾何尺寸具有相比擬的尺度。在導(dǎo)流沿燃燒室中，燃燒過(guò)程由壁面射流的“半表面”燃燒轉(zhuǎn)為二次空間射流時(shí)的“全表面”燃燒。中后期燃燒得以強(qiáng)化，在NOx排放基

4、本保持不變的條件下，碳煙的氧化過(guò)程明顯增強(qiáng)，相比原始ω燃燒室，導(dǎo)流沿燃燒室中碳煙排放下降高達(dá)55％。 EGR延長(zhǎng)τchem（化學(xué)因素）實(shí)現(xiàn)低溫燃燒，NOx和碳煙排放明顯降低。高EGR率條件下的低溫燃燒為快速預(yù)混燃燒和相對(duì)較慢的擴(kuò)散燃燒兩階段放熱過(guò)程。在擴(kuò)散燃燒階段，混合效率低，燃燒持續(xù)期長(zhǎng)，燃燒效率低。因此，增加預(yù)混燃燒的比例或進(jìn)一步促進(jìn)燃燒后期的混合速率是低溫燃燒實(shí)現(xiàn)高熱效率的關(guān)鍵。綜合運(yùn)用噴油策略（物理因素）協(xié)調(diào)控制形成M