HCCI發(fā)動機燃燒過程的單區(qū)與多區(qū)模型數(shù)值研究.pdf

1、均質壓燃著火（HCCI）燃燒方式的提出為實現(xiàn)發(fā)動機的高效燃燒和較低排放帶來了新的技術手段，而數(shù)值模擬的方法憑借其出色的經(jīng)濟性和可靠性在HCCI發(fā)動機燃燒過程的研究中占據(jù)重要的地位。
　　本文以正庚烷為燃料，通過建立單區(qū)和多區(qū)燃燒模型對HCCI發(fā)動機的燃燒過程進行了全面的計算和分析。首先結合能量和質量方程及相關假設建立了HCCI單區(qū)燃燒模型，并耦合入正庚烷詳細化學反應動力學機理，利用計算閉口系內均質氣相化學反應動力學的程序SENKI

2、N對特定初始條件下的單區(qū)模型進行求解，從而獲得缸內溫度、壓力和放熱率等參數(shù)在整個燃燒歷程中的變化，并分別探討了發(fā)動機進氣溫度、進氣壓力、當量比、廢氣再循環(huán)（EGR）、壓縮比和轉速等因素對于著火時刻和燃燒特性的影響。在單區(qū)模型的基礎上通過加入分區(qū)模型、區(qū)間傳質模型、缸壁散熱模型和邊界層厚度模型構建了HCCI多區(qū)燃燒模型，通過修改SENKIN對多區(qū)模型進行分離式計算，從而獲得各區(qū)間溫度、質量、組分和體積等參數(shù)的變化，并比較了多區(qū)模型中不同初

3、始條件和子模型對于燃燒和排放指標的影響。最后通過選擇合適的初始條件和子模型構成一個九區(qū)模型，針對一臺HCCI發(fā)動機的著火和燃燒過程進行了計算和分析。
　　利用多區(qū)模型進行計算后發(fā)現(xiàn)：將內核心區(qū)進行細分對于燃燒特性影響不大，而將外核心區(qū)再次劃分能小幅改善排放精度；加入缸壁散熱模型和區(qū)間傳質模型能更加準確地描述HCCI燃燒過程；減小縫隙區(qū)容積、提高缸壁溫度能使燃燒更加充分并減少排放；HC主要產(chǎn)生于縫隙區(qū)與邊界層區(qū)，CO主要來自邊界層區(qū)