MULINBUMP復合燃燒過程中物理、化學因素耦合作用的研究.pdf

1、在能源、環(huán)境和（貴金屬）資源的多重壓力下，低溫燃燒成為研究焦點。但柴油燃料粘度高、揮發(fā)性差、自燃溫度低（十六烷值高）的特性，使得柴油HCCI燃燒中混合氣的制備相當困難，快速的混合速率是實現(xiàn)HCCI燃燒的根本保障。引入EGR后，燃燒后期的混合速率決定uHC的氧化和CO向CO2轉化的程度，燃燒中后期高的混合速率是實現(xiàn)發(fā)動機高效燃燒的基礎。因此，全燃燒歷程高混合率的實現(xiàn)是新概念燃燒研究中的核心。本文基于課題組前期研究工作提出的MULINBUM

2、P復合燃燒概念，以CFD數值模擬為主，輔之于實驗研究、激光診斷技術，對新概念燃燒條件下所涉及的復雜的物理、化學過程進行了探索。得到的主要結論有： 定容裝置內的PLIF測試和數值模擬研究表明，在早噴條件下，缸內壓力、溫度較低，對應的缸內密度也低，燃油貫穿度大，“濕壁”現(xiàn)象明顯，限制預混燃燒的運用?；诿}沖模式調制的噴油策略可有效地緩解該問題，通過不同的噴油模式在缸內形成不同的濃度、溫度分層，有效控制預混燃燒的著火和燃燒過程。脈沖模

3、式優(yōu)化的核心應圍繞消除燃油的濕壁和控制燃油在缸內的分層來進行。 在BUMP燃燒室研究基礎上創(chuàng)新性地提出具有高混合率的導流沿型燃燒室。數值模擬結果顯示：燃油撞壁后，不同燃燒室結構會引導出完全不同的流場結構。導流、突變結構形成的二次射流在缸內誘導出一對旋向相反的渦團。渦團大小與結構本身的幾何尺寸具有相比擬的尺度。在導流沿燃燒室中，燃燒過程由壁面射流的“半表面”燃燒轉為二次空間射流時的“全表面”燃燒。中后期燃燒得以強化，在NOx排放基

4、本保持不變的條件下，碳煙的氧化過程明顯增強，相比原始ω燃燒室，導流沿燃燒室中碳煙排放下降高達55％。 EGR延長τchem（化學因素）實現(xiàn)低溫燃燒，NOx和碳煙排放明顯降低。高EGR率條件下的低溫燃燒為快速預混燃燒和相對較慢的擴散燃燒兩階段放熱過程。在擴散燃燒階段，混合效率低，燃燒持續(xù)期長，燃燒效率低。因此，增加預混燃燒的比例或進一步促進燃燒后期的混合速率是低溫燃燒實現(xiàn)高熱效率的關鍵。綜合運用噴油策略（物理因素）協(xié)調控制形成M