汽油壓燃低溫燃燒的基礎研究

《汽油壓燃低溫燃燒的基礎研究》是依託天津大學，由鄭尊清擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：汽油壓燃低溫燃燒的基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄭尊清
• 依託單位：天津大學

項目摘要

小負荷工況燃燒穩定性和大負荷工況燃燒反應速率控制及碳煙排放是汽油壓燃低溫燃燒面臨的瓶頸問題，本項目提出基於可變氣門機構（VVA）、外部廢氣再循環（EGR）以及複合噴射策略擴展汽油壓燃低溫燃燒工況範圍的新方法，系統開展汽油壓燃低溫燃燒的基礎研究。具體包括：研究汽油燃料在超高噴射壓力（＞50 MPa）條件下的混合氣形成機理；揭示燃料特性對汽油壓燃低溫燃燒的影響規律；研究內、外部EGR耦合的缸內熱力學狀態控制及混合氣分布特性對小負荷自燃著火、燃燒過程和燃燒穩定性的影響機理，探索基於內、外部EGR耦合和噴油控制提高小負荷燃燒穩定性的技術途徑；研究汽油複合噴射策略對缸內混合氣分層、燃燒反應過程和有害排放生成的影響機理，探索基於複合噴射的汽油壓燃低溫燃燒大負荷控制策略。本研究對深入認識汽油壓燃低溫燃燒的燃燒反應機理具有重要理論意義，對於尋求汽油壓燃高效清潔燃燒的實現途徑具有重要指導價值。

結題摘要

汽油壓燃低溫燃燒技術可同時降低NOx和碳煙（Soot）排放，實現超低排放和高熱效率，是滿足未來排放法規的重要燃燒技術。但小負荷工況燃燒穩定性和大負荷工況燃燒反應速率控制及碳煙排放是汽油壓燃低溫燃燒面臨的瓶頸問題。本項目將系統開展汽油壓燃低溫燃燒的基礎研究，探索汽油壓燃低溫燃燒負荷拓展的控制策略。採用光學診斷研究方法，系統研究汽油燃料高壓噴射噴霧混合特性，研究部分預混壓燃燃燒火焰發展特性，研究不同噴射策略汽油壓燃噴霧混合特性和燃燒過程；採用數值模擬研究方法，構建適用於低溫燃燒多維數值模擬的汽油燃料燃燒多組分替代物的簡化化學反應動力學模型，研究在不同湍流模型和燃燒方式下的燃燒和碳煙生成機理，研究內部EGR、進氣壓力與噴油策略對小負荷工況燃燒的影響，研究複合噴射策略對混合氣分布、燃燒反應特性以及碳煙生成過程的影響；採用台架試驗研究方法，系統研究燃料辛烷值、燃料敏感性、燃料含氧特性以及汽油摻混PODE對燃燒和排放特性的影響，研究兩次噴射策略和複合噴射策略對大負荷工況燃燒和排放特性的影響，研究基於排氣門兩次開啟的汽油壓燃小負荷控制策略，研究基於進氣門晚關的汽油壓燃大負荷控制策略。基於以上研究，開發了多缸重型汽油壓燃原理性樣機。在不同工況下進行了噴油壓力、燃燒相位以及多次噴射參數等的最佳化，確定了適應樣機不同工況的控制策略。這一研究對於深入認識汽油燃料噴霧混合特性與燃燒化學反應機理、發展汽油壓燃低溫燃燒機理和排放控制策略具有重要的理論意義和較高的實用價值。