甲醇對柴油機碳煙生成的抑制機理研究

《甲醇對柴油機碳煙生成的抑制機理研究》是依託南昌大學，由王洪夫擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：甲醇對柴油機碳煙生成的抑制機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王洪夫
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

本項目基於柴油機摻燒甲醇燃料能夠抑制碳煙生成的事實，進行深入的理論與實驗研究，主要內容有：1.試驗觀測兩種流動條件下燃燒室內部燃料燃燒形態並比較碳煙生成量，分析甲醇燃料特性在層流和湍流燃燒兩種狀態下對碳煙生成的抑制機理，揭示兩者的差異，將抑制機理進一步深化；2.根據試驗分析的結論，建立並驗證燃燒室內部的燃燒和碳煙生成模型，著火模型根據甲醇氧化基元反應機理得出甲醇在碳氫類燃料著火過程中起重要作用的反應，以期直接由模擬的方法揭示甲醇對雙燃料發動機著火過程的影響；碳煙生成模型分別在層流和湍流燃燒狀態下，通過化學反應動力學和湍流混合進行模擬，以便模型直接用於目前的多維燃燒模型；3.利用建立的模型分析影響碳煙生成的因素，並對影響因素進行最佳化研究。.本項目的研究可對雙燃料發動機的碳煙生成作出理論指導，研究成果可促進雙燃料著火理論及碳煙排放模型的發展，為燃燒技術的進一步發展奠定基礎。

結題摘要

本項目主要研究柴油甲醇雙燃料發動機燃燒過程中發生的化學動力學和湍流混合兩種機理對降低碳煙排放的作用，及甲醇燃料對抑制碳煙生成作用的影響。通過對氣缸內部燃燒形態和碳煙生成附近微觀結構的觀測及理論數值分析，揭示甲醇燃料特性抑制雙燃料燃燒和碳煙排放的作用機理，並研究燃料的物理化學特性對碳煙生成抑制與其它的抑制影響因素（如分子擴散和湍流）的相互關係，提出新的可用於多維雙燃料燃燒計算的碳煙排放模型。項目通過詳細化學反應動力學模型分析了柴油甲醇雙燃料均質壓燃燃燒反應的化學機理，得到加入甲醇後柴油的低溫反應受到抑制，而大量的OH可以促進柴油的高溫反應。為了解甲醇抑制碳煙生成的作用，還進一步探討了柴油引燃甲醇的雙燃料燃燒著火滯燃期機理。通過研究甲醇對氣態前驅物和PAH產生的影響進一步考察對生成碳煙的作用。碳煙的生成與引燃柴油的關係十分密切，在所建立的柴油引燃甲醇雙燃料發動機現象學碳煙生成模型基礎上探討了引燃柴油對碳煙排放的影響程度。建立在甲醇的燃料特性對柴油甲醇雙燃料燃燒過程的影響基礎上，在柴油機上套用雙燃料燃燒方式考察了燃燒室內混合氣的運動特性對碳煙產生的影響。基於湍流混合對雙燃料燃燒過程碳煙生成的影響作用，對碳煙生成模型進行了修正。最後利用混合燃料噴霧探討了碳煙排放的減少機理。