火花點燃式甲醇發(fā)動機燃燒過程及爆震機理的研究.pdf

1、從工程應用方面來說,甲醇燃料是石油的現(xiàn)實替代燃料。美國西南研究院于90年代提出的一種高壓縮比火花點燃式甲醇發(fā)動機方案,為大功率高效甲醇發(fā)動機的開發(fā)提供了新思路。對火花點燃式甲醇發(fā)動機燃燒過程及爆震抑制機理的研究,是該工程技術(shù)領(lǐng)域的核心科學問題,其研究結(jié)果可以為火花點燃式甲醇發(fā)動機的技術(shù)進步提供充分的理論指導,促進該技術(shù)的快速成熟,滿足市場日益迫切的需求。因此,本人對火花點燃式甲醇發(fā)動機的點燃過程、燃燒排放產(chǎn)物以及爆震燃燒現(xiàn)象及其抑制措施

2、進行了深入的研究與分析。
　　首先,對火花點燃式甲醇發(fā)動機的點燃過程進行了研究,研究內(nèi)容包括:初始火核的大小、表面溫度對火花點燃式甲醇發(fā)動機的最小點火溫度以及點火滯燃期的影響,研究結(jié)果表明:使用較小的初始火核能夠增加對最小點火溫度的需求,降低對最小點火能量的需求;點燃過程中最小點火溫度與最小點火能量之間有著相反的關(guān)系,即:隨著最小點火溫度的降低,最小點火能量將會增加。
　　其次,對火花點燃式甲醇發(fā)動機燃燒過程中生成的燃燒排放

3、產(chǎn)物進行了研究,研究內(nèi)容包括:點火相位、壓縮比、轉(zhuǎn)速、混合氣濃度以及燃燒室形狀對火花點燃式甲醇發(fā)動機燃燒排放產(chǎn)物的影響,研究結(jié)果表明:在甲醇燃料的燃燒過程中,CH2O存在兩種效應,即:生成與消耗,因此在燃燒完成后,CH2O的濃度非常低,幾乎可以被忽略掉。
　　再次,對火花點燃式甲醇發(fā)動機的爆震燃燒現(xiàn)象進行了研究,研究內(nèi)容包括:點火相位、EGR技術(shù)、混合氣濃度以及燃燒室形狀對火花點燃式甲醇發(fā)動機的爆震燃燒現(xiàn)象的影響。通過所建立的仿真

4、模型,從化學反應動力學角度,探索爆震燃燒的發(fā)生及其產(chǎn)生過程,研究結(jié)果表明:相對于單純依靠推遲點火提前角的方法,采用高EGR率加上點火提前角提前,可以在抑制爆震的同時獲得較好的燃油經(jīng)濟性;爆震燃燒過程中OH自由基能夠成為一個很好的溫度指示器,并在爆震燃燒過程中起著主導的作用;爆震燃燒過程中HCO自由基的濃度幾乎可以被忽略掉,對于CH2O,OH,H2O2物種存在兩種效應,即:生成與消耗。
　　最后,針對爆震燃燒現(xiàn)象的研究需要,開發(fā)了一