参比燃料发动机HCCI燃烧特性数值模拟与试验研究

• 作 者: 陈伟
• 机 构: 上海交通大学
• 出 处: 上海交通大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: HCCI 化学动力学 参比燃料 EGR

本文基于参比燃料的化学动力学氧化机理，采用数值模拟及试验方法，围绕参比燃料HCCI燃烧过程开展一系列的研究工作。
1．参比燃料氧化过程的化学动力学机理研究。分析了正庚烷和异辛烷两种燃料的低温氧化机理和高温氧化机理。氧化机理的研究表明：参比燃料氧化存在两阶段着火特性——即低温阶段的冷焰（或蓝焰）和高温阶段的热焰，并且在两阶段着火之间存在独特的负温度系数区（NTC区）。
2．利用BOOST+CHEMKIN软件对参比燃料的均质充量压燃着火过程进行了数值模拟研究。分析了进气温度、燃空当量比、EGR率对燃料着火时刻和燃烧速率的影响。研究结果表明：正庚烷和异辛烷的HCCI燃烧存在显著的差别，正庚烷是明显的两阶段燃烧——低温的冷焰反应和热着火，以及NTC区；而异辛烷只呈现高温热着火。
3．对不同辛烷值基本参比燃料（正庚烷和异辛烷）及其混合物在一台四缸柴油机上进行单缸HCCI燃烧试验。研究了燃料辛烷值（RON）、发动机冷却水温度、进气温度以及EGR率对HCCI发动机燃烧及排放特性的影响。研究结果表明：在相同当量比下，燃料辛烷值增大，则着火时刻推迟、燃烧放热速率降低、燃烧持续期增加、HC和CO排放增大，辛烷值较大时HC和CO排放增幅也较大。对于各种燃料，HCCI燃烧过程随负荷的增大、EGR率的减小、进气温度的升高、冷却水温度的升高，则着火时刻提前、燃烧放热速率加快、燃烧持续期缩短。