低、高溫雙階段燃燒及其有害物排放控制機理研究

《低、高溫雙階段燃燒及其有害物排放控制機理研究》是依託吉林大學，由韓永強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：低、高溫雙階段燃燒及其有害物排放控制機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：韓永強
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

以HCCI為表征的低溫燃燒（LTC）具有超低排放的特徵。但其低溫、稀燃的固有特性限制了工況適用範圍。以LTC作為第一階段燃燒，在LTC燃燒完成後形成的高溫（2000K）、高已燃廢氣比例氛圍下再組織一次高溫燃燒。最佳化EGR率、兩階段燃燒加熱量份額、噴射參數、進氣參數及缸內流動狀態等核心燃燒邊界使得第二階段燃燒反應區分布在高溫且較濃的區域，同時避開空燃比-反應區溫度圖中微粒和氮氧化物的生成島並強化微粒的後期氧化作用。基於CFD模擬、全氣缸取樣揭示雙階段燃燒模式下PM、NOx生成抑制和消亡強化的機理及高廢氣氛圍下NOx島的遷移特性。主動控制燃燒邊界、最佳化各階段放熱量和放熱率模式，在保證超低排放的前提下充分提升該燃燒模式的熱效率及工況適用範圍。本課題所提出的均質低溫稀燃耦合高溫燃燒雙階段燃燒模式既具備了超低排放特性又可克服LTC燃燒適用工況較窄的問題，具有一定的理論創新性和實用性。

結題摘要

本項目核心內容是探討一種準均質低溫燃燒耦合高已燃氣體、高溫氛圍下再進行一段高溫燃燒的新型燃燒模式，並探討該燃燒模式實現超低排放的可行性及其特異性。項目運行過程中開展了燃燒模式實現及最佳化，HC、CO排放特異性，核心參數對燃燒過程、有害物排放影響規律，缸內微觀場遷移特性，面向高效、低排放的燃燒過程組織途徑等研究，並取得了如下成果。開發了雙流量EGR率測量系統解決了循環精度EGR率測量難題；基於大提前角有功預噴耦合柔性主噴實現了高適用工況範圍的雙階段燃燒模式；確定了首階段噴油量閾值，明確了該燃燒模式適用工況範圍；揭示了雙階段燃燒下CO非線性降低及第一階段HC總生成量穩定、總HC排放非線性增加的特徵；揭示了雙階段燃燒模式下缸內微觀場遷移、有害物生成及轉化機制，明確了協同最佳化方法及該燃燒模式的套用前景。最後結合本項目研究成果及相關研究成果、成型理論歸納了車用內燃機高效超低排放燃燒模式應具備的特徵及關鍵科學問題。