二甲醚發(fā)動機(jī)預(yù)混合燃燒數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、該文從二甲醚發(fā)動機(jī)的兩種預(yù)混合燃燒方式研究入手,探索能夠同時降低NO<,x>和微粒排放的二甲醚發(fā)動機(jī)新型高效清潔燃燒模式,具有重要的理論與現(xiàn)實意義.該文開展了如下系統(tǒng)的研究工作:1.提出了二甲醚可控預(yù)混合燃燒(Controllable Premixed Combustion,簡稱CPC)方式,通過控制閥控制主副燃燒室之間的能量、組分等的交換,實現(xiàn)三次混合兩級燃燒模式,達(dá)到大幅降低NO<,X>的目的.2.根據(jù)二甲醚CPC發(fā)動機(jī)噴霧、混合、

2、著火燃燒等過程特點,從可燃混合氣的制備情況把二甲醚CPC燃燒過程劃分為三次混合兩級燃燒的五個階段.采用湍流燃燒聯(lián)合時間尺度模型模擬二甲醚可控預(yù)混合燃燒過程.3.在單缸135發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上,研制了二甲醚CPC試驗發(fā)動機(jī),開發(fā)設(shè)計了二甲醚電控低壓共軌噴射系統(tǒng),并建立試驗臺架.4.探索了在直噴式柴油機(jī)上實現(xiàn)二甲醚準(zhǔn)均質(zhì)低溫預(yù)混合燃燒過程的技術(shù)措施,達(dá)到二甲醚發(fā)動機(jī)高效超低排放性能.5.為降低超多噴孔二甲醚發(fā)動機(jī)燃燒溫度,嘗試采用了大幅推遲供油

3、提前角和進(jìn)氣道加入CO<,2>的措施.6.根據(jù)試驗研究,認(rèn)為采用超多噴孔噴嘴能夠有效提高燃料空間分布擴(kuò)散度,而通過強(qiáng)化噴油泵提高噴油速率,是實現(xiàn)單級二甲醚準(zhǔn)均質(zhì)低溫預(yù)混合燃燒的核心措施,是保證高熱效率的關(guān)鍵;采用大幅推遲供油提前角能夠有效降低燃燒溫度;而進(jìn)氣道加入CO<,2>或冷EGR來延長滯燃期,擴(kuò)大預(yù)混合燃燒比例;二甲醚混合LPG能進(jìn)一步延長滯燃期,有助于擴(kuò)大預(yù)混合燃燒過程.通過燃燒室的合理設(shè)計及其與噴霧過程的優(yōu)化匹配加快后期燃燒過