一氧化氮對均質壓燃燃燒影響的試驗研究與數值模擬.pdf

1、均質充量壓縮點火(HCCI)燃燒方式結合了傳統壓燃式和火花點火式的優(yōu)點，但是其著火時刻和燃燒速率控制困難，運行范圍狹窄，HC和CO排放高。為了解決HCCI面臨的實際問題，各種不同的技術手段在HCCI研究中得到了廣泛的應用，其中廢氣再循環(huán)(EGR)由于其突出的優(yōu)點，在HCCI研究中獲得了極大的關注。研究發(fā)現，EGR具有四個方面的作用：加熱作用、稀釋作用、熱容作用以及化學作用。EGR的化學作用主要體現于EGR氣體中不同組分的化學影響。本文選

2、取EGR氣體當中非常重要的一種成分―一氧化氮(NO)作為研究對象，采用試驗分析和數值模擬相結合的方法，研究了NO對四種不同的燃料一正庚烷、異辛烷、甲醇和乙醇HCCI燃燒的影響。
　　 首先以法國Orleans大學PRISME實驗室的一臺單缸、四沖程、水冷型柴油機作為試驗臺架，通過進氣加熱的方法實現了燃料的HCCI燃燒，通過改變進氣流中NO的體積比，研究了NO對正庚烷、異辛烷HCCI燃燒的燃燒性能和排放指標的影響。主要對比了兩種燃

3、料在不同NO濃度比下的HCCI燃燒的缸內壓力、溫度、放熱率、著火時刻、燃燒持續(xù)期以及HC、CO、NOx排放指標。
　　 由于HCCI燃燒受燃料的化學反應動力學控制，HCCI發(fā)動機燃燒模擬的焦點主要集中在燃料的反應機理和化學動力學模型上，因此在試驗和前人工作基礎上，構建了NO-nC7H16相互氧化的化學動力學模型(245個反應，27種組份)，并以此機理為基礎，采用零維計算模型SENKIN程序，研究了一氧化氮對正庚烷HCCI燃燒影響

4、，主要考察NO在內燃機HCCI燃燒條件下對nC7H16氧化生成的主要中間組分的影響，然后采用反應路徑分析法，從化學動力學的角度探討了NO參與nC7H16氧化的具體反應路徑。
　　 由于醇類替代燃料的研究逐漸受到重視，因此在前文試驗基礎上，進一步開展了NO對甲醇、乙醇HCCI燃燒影響的試驗與定容燃燒模擬研究。試驗結果顯示NO縮短了甲醇、乙醇HCCI燃燒的滯燃期，并且甲醇、乙醇放熱率的最大值隨NO濃度增加不斷增大，放熱率最大值對應的