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当今社会能源危机和环境问题日益严重,传统的汽油机和柴油机燃烧方式都很难同时降低氮氧化物和碳烟的排放,所以有必要丌发研究新型低排放的燃烧方式。准均质充量压缩点火燃烧(QHCCI)方式占总燃料多数的预混合燃料以稀薄燃烧完成,故可能有很低的排放,尤其是碳烟和氮氧化物。由于燃烧速度比较快,QHCCI燃烧系统还有望有较好的燃油经济性,被认为是未来取代传统发动机燃烧方式的最有前途的技术之一,是目前内燃机界研究的热点。本文采用数值模拟计算的研究方法,对预混合压燃氢气/柴油发动机混合气的形成过程和燃烧过程进行了深入的研究。论文研究第一部分,针对预混合压燃氢气/柴油发动机的特点,建立数学模型,改进原KIVA-3V程序,使其不仅能够对纯柴油发动机的工作过程进行模拟,而且能够对预混合压燃氢气/柴油发动机的工作过程进行数值模拟;论文研究第二部分,对预混合压燃氢气/柴油发动机混合气的形成过程进行研究,分析燃油喷雾特性、初始涡流比和转速等对预混合压燃氢气/柴油发动机混合气形成的影响;论文研究第三部分,对预混合压燃氢气/柴油发动机着火和燃烧过程进行研究,分析引燃柴油喷雾特性、喷嘴喷孔数目、初始涡流比和转速对预混合压燃氢气/柴油发动机着火和燃烧过程的影响。数值模拟结果与实验数据有较好的吻合度,说明改进后的KIVA-3V程序不仅能够对纯柴油发动机的工作过程进行模拟,而且能够对预混合压燃氢气/柴油发动机的工作过程进行数值模拟,这为应用KIVA-3V程序及相关模型进行理论分析奠定了可靠的基础。通过研究发现,预混合压燃氢气/柴油发动机整个燃烧过程符合准均质压缩点火燃烧的特点。其燃烧过程首先在某个曲轴转角时刻柴油压燃,之后通过预混柴油燃烧放出的热量点燃周围的氢气,之后是氢气大面积的预混合主燃烧;循环氢气量越多,主燃烧(氢气大面积的预混合燃烧)会越剧烈;通过控制循环柴油量和氢气量的比例,可以同时降低一氧化氮和碳烟的排放。通过研究确定了引燃柴油喷雾特性、喷油器喷孔数目、初始涡流比和转速对预混合压燃氢气/柴油发动机混合气形成和燃烧过程的影响规律。通过选取发动机合适的转速、喷嘴喷孔数目和初始涡流比,调整喷油提前角、喷雾粒子群出口速度、喷油油量和循环氢气量,可以控制预混合压燃氢气/柴油发动机的混合气形成和燃烧过程,实现准均质充量压缩点火燃烧。