廢氣中殘留小分子碳?xì)鋵?duì)汽油HCCI著火的影響.pdf

1、均質(zhì)壓燃著火(HCCI)燃燒具有高熱效率和低NOx排放的優(yōu)勢(shì),是實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排最為有效的技術(shù)手段之一。HCCI燃燒的實(shí)用化迫切要求對(duì)其著火過程擁有清晰的理解,進(jìn)而開發(fā)可靠的控制技術(shù)。在基于內(nèi)部廢氣再循環(huán)策略汽油機(jī)HCCI燃燒中,有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明,目前所明確的影響規(guī)律仍不能完全解釋HCCI著火現(xiàn)象,而已有研究結(jié)果表明廢氣中存留的低濃度組分的化學(xué)作用會(huì)對(duì)HCCI著火產(chǎn)生影響,因此需要進(jìn)一步對(duì)其開展研究。
　　本研究在單缸汽油HCCI

2、原理性樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上搭建了缸內(nèi)氣體實(shí)時(shí)取樣分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在不同廢氣率、空燃比和燃燒相位條件下,分析內(nèi)部廢氣中殘留小分子碳?xì)涞慕M分和濃度。并通過外部廢氣再循環(huán)管路不同位置的氣體取樣分析,對(duì)比了內(nèi)外部廢氣中殘留小分子碳?xì)涞慕M分和濃度差異。同時(shí)利用耦合汽油替代組分詳細(xì)氧化機(jī)理的單區(qū)零維化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,仿真分析了廢氣中殘留的多種小分子碳?xì)鋵?duì)自燃著火過程的影響能力和機(jī)制。
　　內(nèi)部廢氣中殘留濃度高于10ppm的小分子碳?xì)渲饕荂H4

3、、C2H6、C2H4、C3H6、C2H2、CH2O和CH3CHO。理論空燃比條件下,CH4、C2H4和C2H2約占此7種物質(zhì)總殘留濃度的80％。其中,C2H2和C2H4對(duì)促進(jìn)HCCI著火的貢獻(xiàn)最大,而CH4對(duì)HCCI著火存在抑制作用;偏稀混合氣條件下,CH2O的促進(jìn)作用會(huì)得到相對(duì)提升。理論空燃比條件下,7種小分子碳?xì)渲g的協(xié)同作用相對(duì)于7種物質(zhì)單獨(dú)對(duì)HCCI著火作用的累加提升了0.14°CA。隨著廢氣率的增大,缸內(nèi)充量中的小分子碳?xì)湓龆?/p>

4、,廢氣的化學(xué)作用對(duì)自燃著火的促進(jìn)能力增強(qiáng)。
　　在恒定負(fù)荷下,通過調(diào)節(jié)有效壓縮比,提前HCCI著火。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,廢氣中CH4、C2H4和C2H2濃度分別提升8.79倍、9.88倍和5.71倍,故燃燒相位的提前與小分子碳?xì)錃埩魸舛鹊奶嵘尸F(xiàn)強(qiáng)烈的相互促進(jìn)關(guān)系。利用化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)仿真,分離促進(jìn)HCCI著火提前的熱作用,發(fā)現(xiàn)廢氣中小分子碳?xì)錃埩魸舛鹊纳咴鰪?qiáng)了廢氣化學(xué)作用對(duì)HCCI著火的影響。
　　為理解外部再循環(huán)對(duì)廢氣化學(xué)作用