【摘 要】
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汽油机在冷启动工况下,进气道和燃烧室的温度很低,喷出的燃油蒸发缓慢,且大量吸附在壁面,使得燃烧室内的混合气过稀,点燃较为困难,需要增加喷油量来加浓混合气;另外,冷启动时
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汽油机在冷启动工况下,进气道和燃烧室的温度很低,喷出的燃油蒸发缓慢,且大量吸附在壁面,使得燃烧室内的混合气过稀,点燃较为困难,需要增加喷油量来加浓混合气;另外,冷启动时缸内的残余废气较多,燃烧不稳定,燃烧不完全和较厚的壁面淬冷层等原因,造成大量的碳氢化合物(HC)残留。再者,冷启动时,负责尾气处理的三元催化器尚未达到其有效的工作温度,起不到催化作用,残留的HC直接排放到大气中,造成严重的尾气污染。根据美国的FTP测试方法,冷启动阶段的HC排放占整个测试阶段的60%-80%。因此,控制冷启动HC的生成和排放,对环境保护具有非常重要的意义。汽油是一种混合物,其组分没有确定的比例,因此,无法对其进行直接的数值模拟。笔者选用异辛烷作为模拟汽油燃烧的替代物,构建了一个新的异辛烷氧化反应的骨架机理,并将其添加到KIVA-3V软件的动力学反应模块中,通过该软件模拟汽油机冷启动工况下HC的生成和转化。另外,KIVA-3V中的O’Rourke液滴碰撞模型不适合用于汽油机的冷启动模拟,笔者根据Nordin的液滴碰撞理论,构建了一个新的MIC液滴碰撞模型,将其量化嵌入到KIVA-3V代码中,并成功的进行了调试。完成化学反应机理的构建以及模型改进和标定的准备工作后,通过实验测得冷启动不同阶段的温度、压力、转速等参数,作为模拟的初始条件,模拟了不同缸内温度下HC的生成情况,研究了点火提前角、进气温度、点火能量、气流运动和增压比等因素对冷启动HC生成和排放的影响,为减少冷启动HC排放的研究提供了理论的参考依据。
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