改變?nèi)剂匣瘜W(xué)性質(zhì)對(duì)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程控制的數(shù)值研究.pdf

1、均質(zhì)充量壓燃(HCCI)能夠?qū)崿F(xiàn)混合氣低溫稀薄燃燒，具有熱效率高、NOx和微粒物(PM)排放低以及燃料靈活性高等優(yōu)點(diǎn)。然而，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的著火時(shí)刻和燃燒相位是由燃料/空氣混合氣的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制，通常很難有效地直接控制其點(diǎn)火和燃燒過程。本文通過改變?nèi)剂系幕瘜W(xué)性質(zhì)，對(duì)二甲醚/乙醇混合氣燃燒過程和臭氧輔助天然氣燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　研究了乙醇對(duì)二甲醚HCCI燃燒過程的抑制作用。結(jié)果表明，乙醇能夠有效降低二甲醚的燃燒速率，推遲

2、二甲醚的燃燒相位。低濃度的乙醇對(duì)CO和HC排放量影響不大，但是乙醇含量過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致CO和HC排放量急劇上升。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在高當(dāng)量比下提高乙醇所占比例，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率并有效降低缸內(nèi)最大壓力升高率，拓寬二甲醚HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的高負(fù)荷運(yùn)行范圍。乙醇主要從兩個(gè)方面抑制了二甲醚的燃燒:一方面，加入乙醇會(huì)降低二甲醚低溫氧化時(shí)的中間產(chǎn)物CH2OCH2O2H、O2CH2OCH2O2和HO2CH2OCHO分解生成OH自由基的速率;另一方面，由于乙醇

3、的氧化過程發(fā)生在二甲醚之后，乙醇開始氧化脫氫時(shí)會(huì)消耗一部分由二甲醚生成的OH自由基。這兩個(gè)因素導(dǎo)致二甲醚與OH的脫氫過程受到抑制，從而延緩了二甲醚的整個(gè)燃燒過程。
　　研究了不同濃度和進(jìn)氣溫度下臭氧對(duì)天然氣HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的影響。結(jié)果表明，低濃度的臭氧能夠有效提前天然氣的燃燒相位，降低天然氣的自燃溫度，使其在低負(fù)荷和冷起動(dòng)時(shí)更容易點(diǎn)火，通過調(diào)節(jié)臭氧濃度能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)天然氣HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒相位的控制。由于臭氧分子穩(wěn)定性差，在燃料