燃料理化特性對均質(zhì)壓燃影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、均質(zhì)壓燃(HCCI)結(jié)合了傳統(tǒng)汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)降低氮氧化物(NOx)和微粒(PM)排放而且具有較高的熱效率，被認(rèn)為是最有潛力的新一代內(nèi)燃機(jī)燃燒方式，是目前國際內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)研究的熱點(diǎn)。HCCI著火和燃燒主要受到混合氣燃燒化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的控制，燃料特性以及燃燒邊界條件對HCCI燃燒過程有決定性影響。為了研究不同特性燃料的HCCI燃燒反應(yīng)機(jī)理、探索有效的HCCI燃燒控制策略以及尋找適合HCCI燃燒的特性燃料，最終實(shí)現(xiàn)對HCCI燃

2、燒著火時(shí)刻和燃燒反應(yīng)速率的精確控制以及拓寬其運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍，本文對燃料特性和燃燒邊界條件(負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、EGR、進(jìn)氣溫度和壓力等)對HCCI燃燒特性、運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍、發(fā)動機(jī)性能以及排放特性等的影響規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。 ㈠采用由正庚烷和異辛烷混合而成的不同辛烷值基礎(chǔ)燃料(PRF)研究燃料辛烷值和燃燒邊界條件對HCCI燃燒過程、運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍以及排放特性等的影響?；A(chǔ)燃料的HCCI燃燒過程表現(xiàn)了明顯的雙階段放熱特點(diǎn)，燃料辛烷值越低，低

3、溫反應(yīng)放熱越明顯。燃料辛烷值對HCCI燃燒過程的影響與燃燒邊界條件有關(guān)，且隨燃燒邊界條件變化而變化，負(fù)荷越低、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和EGR率越高，燃料辛烷值對HCCI燃燒過程的影響越明顯。提高燃料辛烷值和EGR率可使HCCI運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍向大負(fù)荷區(qū)域拓寬。HCCI對燃料辛烷值的要求介于汽油燃料和柴油燃料之間，在本研究試驗(yàn)條件下，辛烷值為60燃料的HCCI運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍及高效率運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域覆蓋的工況范圍均為最寬，能夠?qū)崿F(xiàn)的最高指示效率也最高。HCCI的HC

4、排放與燃料辛烷值和工況有關(guān)，大負(fù)荷時(shí)主要來源于缸內(nèi)的縫隙容積，但低負(fù)荷時(shí)，缸內(nèi)大范圍的淬熄是HC排放的主要來源；與HC排放不同，CO排放主要取決于缸內(nèi)溫度，并與它具有很好的一致性。 ㈡采用研究法辛烷值近似相同但理化特性不同的燃料研究燃料特性和燃燒邊界條件對HCCI燃燒過程、運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍以及排放特性等的影響。研究法辛烷值相同但理化特性不同的燃料即使在相同燃燒邊界條件下其燃燒特性參數(shù)也有較大的差別，而且在不同的燃燒邊界條件下燃料特性

5、對HCCI燃燒特性參數(shù)的影響也不同，即燃料特性對HCCI燃燒過程的影響與燃燒邊界條件有關(guān)，且隨燃燒邊界條件變化而變化。OI是比研究法辛烷值和馬達(dá)法辛烷值相對全面的燃料抗爆性能的相對度量指標(biāo)，它在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況條件下均能較好的表征不同燃料在相同工況條件下的抗爆性能的相對強(qiáng)弱。相同運(yùn)轉(zhuǎn)工況條件下，燃料的OI越高，其抗爆性能相對越強(qiáng)，HCCI主燃燒著火時(shí)刻越晚。 ㈢采用模擬增壓研究進(jìn)氣壓力和燃料特性對HCCI燃燒過程、運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍以及排

6、放特性等的影響。進(jìn)氣壓力升高，主燃燒著火時(shí)刻提前，缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力增大，但不同進(jìn)氣壓力條件下，燃料特性對HCCI燃燒過程也有不同的影響。提高進(jìn)氣壓力可使HCCI的正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況范圍同時(shí)向高負(fù)荷和低負(fù)荷拓寬。進(jìn)氣壓力對燃燒效率的影響與燃料辛烷值以及運(yùn)行工況有關(guān)，對于燃燒效率和指示效率均存在一個最佳進(jìn)氣壓力，燃料辛烷值和運(yùn)行工況不同，該最佳進(jìn)氣壓力的值不同；而不同進(jìn)氣條件下，燃料特性對燃燒效率和指示效率的影響均與燃料的OI有關(guān)。不同進(jìn)氣條件下