《反應控制的均質混合氣梯級自燃燃燒模式研究》是依託吉林大學，由譚滿志擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：反應控制的均質混合氣梯級自燃燃燒模式研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：譚滿志
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對現存燃燒模式各自所存在的氮氧化物-微粒矛盾性、燃燒過程不穩定、適用工況窄、不完全燃燒產物多等問題，在前期成果和其他學者相近研究基礎上提出了“反應控制的均質混合氣梯級自燃”概念：利用幾種自燃性差異較大的單一成分燃料和空氣製備均質混合氣，以內燃機壓縮過程中缸內工質熱、化學氛圍控制各組分的自燃時刻和放熱量。該模式利用“均質”解決氮氧化物與微粒的矛盾、利用“臨界自燃邊界”穩定燃燒、利用“梯級”放熱控制粗暴、拓展工況。本課題將研究：（1）各典型單一成分燃料/均質混合氣臨界自燃邊界閾度及其交叉耦合機制；（2）單一成分燃料/幾種成分燃料均質混合氣自燃/梯級自燃熱力過程、燃燒歷程、有害物生成及轉化機制的特異性；（3）內燃機實際熱力過程缸內微觀場遷移機制及其與“臨界自燃邊界”適配性等關鍵科學問題。所得到的規律性和燃燒機制對梯級自燃模式可用性評價、高效清潔車用內燃機燃燒模式豐富和燃燒過程最佳化具有重要的參考價值。
結題摘要
本項目旨在探討在均質混合氣前提下反應控制燃燒模式（HC-RCCI）的可行性及其燃燒過程特異性。核心內容包括：（1）自燃邊界差異度較大的均質混合氣（燃料、燃空當量比、空間濃度、熱力學溫度等）燃燒過程化學動力學特性及燃燒完全性、燃燒產物清潔性的探討；(2)不同燃料自燃邊界差異度與缸內場不均勻的適配性，即在內燃機中實現均質混合氣梯級燃燒可行性的評價。項目構建了含有不同組分（官能團）的常用燃料單組分/多組分交叉化學動力學簡化模型並利用所開發的全參數精確可控定容燃燒彈進行了驗證，基於自主開發的仿真模型和燃燒彈海量實測數據詳細開展了不同氛圍下均質混合氣起燃邊界、燃燒反應途徑、燃料官能團與產物關聯性、主要有害物及其前驅物的演化與發展機制、交叉組分燃燒耦合特性等科學問題的研究。以相關成熟機理、算法、模型為基礎，以海量數據歸納、關鍵指標驗證為手段，提出並部分驗證了均質混合氣稀燃極限預測算法、不同官能團混合燃料簡化化學動力學模型、負溫度係數抑制機制、基於燃料活性的燃燒過程最佳化方法、主導反應物/官能團/活性鍵位空間濃度（密度）與自燃條件的相關性等方法和機制，分析了單組分/兩組分/三組分燃料的活性梯度對均質混合氣自燃著火、火焰維持過程/火焰結構和排放物生成的影響，探討了均質混合氣臨界自燃邊界耦合機制，確定了具有實現均質充量自燃燃燒模式梯級燃燒的燃料構型。項目研究內容和成果為豐富和變革起燃判據、燃燒模式判定（局部淬熄、火焰傳播、區域自燃/爆震）提供了詳實的數據和有效的手段。同時，基於高速內燃機缸內場離散度與全樣本空間燃料起燃邊界閾值差異度明確了HC-RCCI的套用限制及適用領域。上述創新體系可為均質/準均質燃燒模式下的模式判定、發展歷程最佳化、有害產物控制、能量轉化完全性提升提供普適性的參考和借鑑。
