汽油機火花點火-可控自燃混合燃燒機理研究.pdf

1、汽油機火花點火（SI）-可控自燃（CAI）混合燃燒作為一種特殊的雙階段燃燒模式，能夠拓展CAI燃燒的負荷范圍，并自然的將SI燃燒和CAI燃燒銜接起來，進而成為極具實用化潛力的高效汽油機燃燒技術(shù)。為了在全負荷工況范圍內(nèi)應(yīng)用SI-CAI混合燃燒實現(xiàn)高效汽油機燃燒，本文基于一臺采用內(nèi)部廢氣重壓縮策略實現(xiàn)的CAI單缸汽油機，從汽油機SI-CAI混合燃燒過程認識、發(fā)動機重要邊界條件、控制手段和本體結(jié)構(gòu)參數(shù)對混合燃燒的影響等角度出發(fā)，深刻揭示了SI

2、-CAI混合燃燒的實現(xiàn)機制及缸內(nèi)溫度、流動和燃空當(dāng)量比對SI-CAI混合燃燒的調(diào)控規(guī)律。
　　本研究首先提出了采用三區(qū)擴展擬序火焰模型結(jié)合自燃化學(xué)反應(yīng)列表法的SI-CAI混合燃燒模型建模思路，實現(xiàn)了對混合燃燒過程的高效、精確模擬，并揭示了混合燃燒中前期火焰?zhèn)鞑ミ^程觸發(fā)后期自燃燃燒的機制。為明確發(fā)動機缸內(nèi)溫度及流動特征對SI-CAI混合燃燒的影響規(guī)律，采用實驗結(jié)合仿真的手段分別研究了發(fā)動機冷卻水溫度/壁溫、進氣溫度和進氣門參數(shù)對均質(zhì)

3、當(dāng)量比 SI-CAI混合燃燒的影響規(guī)律。結(jié)果表明，冷卻水溫度和進氣溫度形成的缸內(nèi)溫度分層差異使得前期的燃燒過程對進氣溫度更加敏感，而后期的燃燒過程對冷卻水溫度/壁溫更敏感。采用非對稱進氣門升程實現(xiàn)的缸內(nèi)宏觀流動與均質(zhì)當(dāng)量比 SI-CAI混合燃燒的模式切換時刻相關(guān)性較差，而缸內(nèi)中心區(qū)域的平均流速和整缸湍動能的增加將提前混合燃燒模式切換時刻，流動混合過程造成的缸內(nèi)末端混合氣平均溫度和整缸溫度不均勻度的增加則會推遲混合燃燒模式切換時刻。

4、>　　在前期均質(zhì)當(dāng)量比SI-CAI混合燃燒研究的基礎(chǔ)上，為進一步強化混合燃燒過程的控制，并實現(xiàn)負荷范圍拓展，本文提出了分層火焰引燃的SI-CAI混合燃燒（SFI）概念，系統(tǒng)研究了點火時刻、噴油策略、稀釋策略、活塞設(shè)計和壓縮比對SFI燃燒的影響規(guī)律。結(jié)果表明，采用較淺的凹坑活塞配合少量缸內(nèi)直噴能夠在火花塞附近形成偏濃混合氣，進而控制前期分層火焰?zhèn)鞑ミ^程；末端偏稀釋的混合氣則能夠有效降低SFI燃燒的最大壓升率。推遲直噴噴油時刻和增加直噴比例