以汽油及天然氣為燃料的HCCI燃燒過(guò)程三維數(shù)值模擬的研究.pdf

1、均質(zhì)充量壓燃(HCCI)燃燒技術(shù)是降低傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)排放，提高內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)效率的重要技術(shù)措施之一。近十余年來(lái)，HCCI燃燒技術(shù)已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度關(guān)注，逐步從純理論研究開(kāi)始向數(shù)值模擬以及實(shí)驗(yàn)研究擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，有關(guān)HCCI燃燒的研究工作更加廣泛和深入?？刂艸CCI的著火過(guò)程，拓寬HCCI運(yùn)行工況范圍是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒模式的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 本文應(yīng)用FIRE軟件，建立單缸HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的三維燃燒模型，模擬了燃料油為汽油和天然

2、氣的均質(zhì)壓燃的燃燒過(guò)程，以汽油為燃料的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，模擬條件與實(shí)驗(yàn)條件相同的情況下，模擬得出的缸內(nèi)溫度、放熱率和燃燒相位的關(guān)系與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合較好，證明應(yīng)用FIRE軟件所建立的燃燒模型能夠用于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的模擬計(jì)算。然后數(shù)值預(yù)測(cè)了變參數(shù)條件下汽油的均質(zhì)壓燃的燃燒過(guò)程，通過(guò)對(duì)得到的缸內(nèi)溫度曲線和放熱率曲線及缸內(nèi)三維流場(chǎng)圖和缸內(nèi)等溫線圖的比較，分析了汽油的均質(zhì)壓燃的燃燒過(guò)程。 在此基礎(chǔ)上，模擬了燃料

3、油為天然氣的均質(zhì)壓燃的燃燒過(guò)程。分別研究了進(jìn)氣溫度變化、當(dāng)量比變化、轉(zhuǎn)速變化、冷壁面溫度變化、EGR變化時(shí)對(duì)缸內(nèi)溫度和放熱率變化曲線的影響。充分利用三維模擬結(jié)果，對(duì)于不同初始條件下，缸內(nèi)溫度和放熱率的曲線，缸內(nèi)三維流場(chǎng)圖和缸內(nèi)等溫線圖，進(jìn)行了詳細(xì)分析。 通過(guò)對(duì)汽油和天然氣兩種燃料的HCCI燃燒過(guò)程的三維數(shù)值模擬，分析和比較了以汽油和天然氣為燃料的HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的不同影響因素，為改善HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提供了理論依據(jù)，并且