基于燃料设计的部分预混压燃燃烧模式的研究

发布时间：2017-11-06 05:00

  本文关键词：基于燃料设计的部分预混压燃燃烧模式的研究

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【摘要】：排放法规的日益严格,使得新型燃烧方式的研究开发成为内燃机领域的工作重点。部分预混压燃(PPCI)作为均质充量压燃(HCCI)技术的衍生概念,是一种介于均质充量压燃和传统柴油机压燃之间的燃烧方式,通过延长缸内混合气的滞燃期,使燃料在着火前与空气更加充分的混合,能同时降低氮氧化物和碳烟的排放。本文首先利用CHEMKIN软件,从化学反应动力学机理的角度,对着火促进剂改善代用燃料(异辛烷、正庚烷、甲苯和2-戊烯按一定比例混合的四组分燃料)的着火性能进行了研究分析。计算结果表明,着火促进剂的使用能够显著的改善代用燃料的着火能力;代用燃料中着火促进剂的添加量越多,着火始点越提前。在加入着火促进剂后,缸内有明显的两阶段燃烧特性,着火促进剂改善代用燃料的着火性能主要体现在对低温反应阶段的促进效果上,在此阶段着火促进剂能快速释放自由基(OH·等),燃料被大量的消耗,加快了低温反应的进行和H2O2的积累,H2O2是低温反应阶段的重要产物,当缸内温度超过1000K后,反应进入高温反应阶段,H2O2迅速分解释放大量OH·,引发着火。在一台单缸柴油机试验台架上,在不改变原机喷油参数的情况下,进行了不同着火促进剂对汽柴油混合燃料部分预混压燃的影响试验。与汽柴油混合燃料必须在进气温度达到50OC以上时才能压燃相比,加入着火促进剂硝酸异辛脂(EHN)和二叔丁基过氧化物(DTBP)后发动机在35OC时就能正常着火,显著改善了汽柴油混合燃料的低温着火性能。着火促进剂的添加量越大,缸内燃烧的着火始点和燃烧相位越靠前,CO和未燃HC的排放越低,但NOx排放有所增加,且在高负荷下有爆震倾向。对比EHN和DTBP的试验结果发现,相同添加比例下,EHN对燃料的低温着火性能的提高要比DTBP更明显。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK401

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本文编号：1147415