汽油部分預混壓燃發動機高效清潔燃燒的基礎研究

《汽油部分預混壓燃發動機高效清潔燃燒的基礎研究》是依託華中科技大學，由張煜盛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：汽油部分預混壓燃發動機高效清潔燃燒的基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張煜盛
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

本項目套用燃料化學與燃燒邊界條件協同控制良抹欠的理論與方法，通過對內精槳嘗放燃機燃燒室內工質成分（燃料、空氣、再循環氣體和十六烷值增強劑）的濃度、溫度及其化學活性的分層控制，開展汽油部分預混壓燃（PPCI）燃燒方式的基礎研究，以實現發動機可控罪樂達的高效、清潔與低噪聲燃燒。研究內容包括：不同運行工況下燃油噴射策略對混合氣形成、燃燒相悼疊白糠位與速率的影響規律及其調控方法研究；不同配比替代汽油混合燃料（甲苯參比燃料）理化特性及其混合氣流態、熱分層和濃度分布對自燃著火過程的影響；計算機自動機理簡化程式的開發；替代汽油混合燃料與十六烷值增強劑（CNI）、EGR氣體主要活性成分反應詳細機理的簡化及其與CFD的耦合計算；不同燃燒邊界條件、燃料化學和CNI 、EGR氣體活性成分協同控制效應及其對PPCI發動機燃燒與排放特性影響的數值模擬與實驗驗證。通過上述研究，提出不同辛烷值汽油PPCI發動機潔淨高效燃燒的多參數最佳化匹配準則。

結題摘要

汽油部分預混壓燃（PPCI）新型燃燒方式，具有低NOx、低碳煙排放的潛在優勢，但也存淋鴉承在著火點和燃燒相位難以控制，負荷範圍有限，HC和CO排放較高等問題。本項目套用燃料化學與燃燒邊界條件協同控制的理論與方法，通過對內燃機燃燒室內工質成分（燃料、空氣、再循環氣體和十六烷值增強劑等）的濃度、溫度及其化學活性的分層控制，深入開展了汽油PPCI燃燒方式的研究，以實現其高效潔淨燃燒。 本項目已完成的工作內容和取得的研究成果主要有： 開展了汽油PPCI發動機台架試驗，研究內容包括燃油分段噴射、進氣加熱、噴霧熱強化、燃油反應活性控制技術（RCCI）斷墓洪、EGR，以及燃料改質等對汽油PPCI燃燒影響的研究。通過控制充量成分和溫度的不均勻性，實現了對汽油PPCI著火和燃燒過程的控制。 套用高速攝影和雷射誘導熾光法(LII)對燃油噴射霧化、預混合氣形成及其燃燒過程進行了可視化定量觀測，判明了燃油性質、噴油特性參數和燃燒室壓力對噴霧著火、燃燒，以及碳煙生成的影響。多墊採用高速可控閃光攝影技術，對實際尺寸的透明噴嘴內燃料的流動及其近場噴霧特性進行了測量。汽油類低運動粘度、高飽和蒸氣壓的燃料其空化作用較強，近場噴霧錐角也較大；而噴油器針閥運動會對壓力室和噴孔內的流動產生大的擾動。 開展了噴嘴孔內燃油流態及其空化準則的數值模擬計算，建立了分析小尺度噴孔內氣液兩相流態的計算平台；套用大渦模擬研究了噴孔近場的流態和噴霧初次霧化，判明了噴嘴結構和噴油特性參數對噴孔近場流態與噴霧分裂長度的影響規律。 開展了簡化化學動力學模型構建方法的研究，在開發DRGEP自動機理簡化程式的基礎上，提出了系統化多級機理簡化法,並將其套用於汽油四組分表征燃料簡化動力學模型的構建,驗證結果表明，簡化模型在滯燃期、缸內燃燒溫度和主要組分變化等方面與實驗數據吻合較好。 開展了CFD與反應動力學機理的耦合聯算，對汽油及其它清潔代用燃料的著火與燃燒過程進行了預測分析，判明了汽油PPCI燃燒的基本規律及其影響因素，為其實際套用奠定了基礎。