預(yù)混合壓燃發(fā)動機混合氣形成與燃燒過程研究.pdf

1、預(yù)混合均質(zhì)壓燃著火(HCCI)方式避免了碳煙和NOx的生成條件，因而生成的碳煙和NOx的排放量很少。這種燃燒接近等容燃燒，有很高的熱效率，被認(rèn)為是未來取代傳統(tǒng)發(fā)動機燃燒方式最有前途的技術(shù)之一，是目前內(nèi)燃機界的研究熱點。本文通過試驗觀察與模擬計算相結(jié)合的研究方法，對柴油在不同的氛圍中混合氣形成與著火和燃燒過程進(jìn)行了深入地研究，揭示了預(yù)混合壓燃混合氣形成與著火的特點，分析了不同參數(shù)對實現(xiàn)預(yù)混合壓燃燃燒過程的影響，提出了在不同條件下，實現(xiàn)預(yù)混

2、合壓燃燃燒過程的條件。 大量試驗研究發(fā)現(xiàn)：柴油機在中小負(fù)荷時，碳煙和NOx排放極低。通過對柴油機在部分負(fù)荷時混合氣形成與著火特點的研究發(fā)現(xiàn)：在一定條件下，柴油機在著火前，已沒有可見的油滴存在，實際上屬于預(yù)混合壓燃燃燒。這一研究結(jié)果說明：柴油機在部分負(fù)荷時，之所以碳煙和NOx極低，除與傳統(tǒng)的認(rèn)為此時混合氣濃度比較稀有關(guān)外，還與此時燃燒過程為預(yù)混合壓燃有重要的關(guān)系。 為了深入研究柴油在不同的氛圍中實現(xiàn)預(yù)混合壓燃燃燒過程時，燃

3、油蒸發(fā)、混合氣形成以及著火與燃燒過程的特點，本文首先采用先進(jìn)的激光測試技術(shù)和高速CCD建立了一套發(fā)動機可視化裝置，直接觀測和記錄實際發(fā)動機中柴油在純空氣、天然氣-空氣、CO2-空氣環(huán)境中霧化、蒸發(fā)以及著火和燃燒過程。試驗研究結(jié)果表明：在不同的氛圍中，柴油噴油量在一定范圍內(nèi)，均可以實現(xiàn)預(yù)混合壓燃燃燒；柴油在天然氣-空氣和CO2-空氣氛圍中，著火滯燃期比在純空氣中長，且著火點的數(shù)量更多，因此，燃燒過程更接近預(yù)混合均質(zhì)壓燃燃燒。 本文

4、通過對實際發(fā)動機中柴油在不同的氛圍中實現(xiàn)預(yù)混合壓燃與預(yù)混合均質(zhì)壓燃(HCCI)燃燒過程進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)前者燃燒過程為柴油在具備著火條件的幾個點同時著火，然后引燃周圍的混合氣，這與HCCI的無邊界著火明顯不同。 為了分析柴油在不同的氛圍中混合氣形成與著火和燃燒的規(guī)律，確定實現(xiàn)柴油預(yù)混合壓燃的條件，本文將目前廣泛采用的KIVA程序改造為可以進(jìn)行單、雙燃料內(nèi)燃機工作過程的數(shù)值模擬，提出了柴油引燃預(yù)混合天然氣發(fā)動機引燃油著火預(yù)測修正的Sh