內(nèi)燃機(jī)均質(zhì)壓燃（HCCI）的建模和試驗(yàn)研究.pdf

1、均質(zhì)壓燃(HCCI)是均質(zhì)混合氣在壓縮作用下的一種自燃過程，該燃燒過程有減少NOX和碳煙排放的潛力，同時(shí)又具有高的熱能轉(zhuǎn)換效率和好的燃料適應(yīng)性。從某種角度上看，HCCI的燃燒過程集中了汽油機(jī)（SI）和柴油機(jī)（CI）的優(yōu)點(diǎn)，像汽油機(jī)一樣，它的燃料和空氣通過預(yù)混形成均質(zhì)混合氣進(jìn)入氣缸，消除了柴油機(jī)因擴(kuò)散燃燒而形成的碳煙，其混合氣的自燃又像柴油機(jī)一樣，是在壓縮作用下的全局性自燃，沒有火焰?zhèn)鞑ィ蚨司植康母邷?，降低了NOX的排放。此外，由

2、于它允許發(fā)動(dòng)機(jī)在極低的燃空當(dāng)量比和較高的EGR率下工作而不熄火，其負(fù)荷調(diào)節(jié)方式可采用無喉管的質(zhì)調(diào)節(jié)方式，因而有較高的熱效率和較好的燃燒穩(wěn)定性。這使得HCCI成為兼有高效率和極低排放而不依賴于排氣后處理系統(tǒng)的極有前景的一項(xiàng)燃燒技術(shù)。 近幾年來，圍繞HCCI 這項(xiàng)極具潛力的技術(shù)，研究者們作了大量的工作，許多有關(guān)混合氣的制備、燃燒相位的控制、負(fù)荷范圍的擴(kuò)展和排放的降低等方面的技術(shù)和控制策略已經(jīng)提議或發(fā)展出來，有的還已經(jīng)投入了使用。

3、 本文主要研究了有關(guān)HCCI 的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方案。論文首先回顧了HCCI 的發(fā)展歷史和當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，分析了HCCI 目前面臨的主要困難，闡述了HCCI 的研究前沿和技術(shù)發(fā)展方向。 本文用兩種主要參考燃料正庚烷和異辛烷作為模型的燃料組分模擬了汽油和柴油這兩種復(fù)雜燃料的HCCI 反應(yīng)機(jī)理，預(yù)測了汽油和柴油混合燃料HCCI 的自燃定時(shí)，并利用詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型對氫和天然氣均質(zhì)壓燃的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了數(shù)值模擬。 本文建立了

4、一個(gè)九區(qū)HCCI 燃燒模型，并驗(yàn)證了模型的正確性。將這個(gè)燃燒模型嵌入到發(fā)動(dòng)機(jī)1-D 循環(huán)模擬軟件中實(shí)現(xiàn)了對HCCI 發(fā)動(dòng)機(jī)全工作過程的模擬。 在一個(gè)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)上使用兩種中等的壓縮比（10.4 和15）和采用進(jìn)氣加熱以及負(fù)氣門疊開兩種工作模式調(diào)查了柴油燃料對汽油燃料HCCI 燃燒的促進(jìn)作用。 本文所進(jìn)行的試驗(yàn)研究還證實(shí)了通過燃料在線重整產(chǎn)生富氫的重整氣是降低天然氣HCCI 對進(jìn)氣加熱依賴性的一種很好的方法，因?yàn)樘烊粴庥休^高