后喷策略对汽油压燃燃烧及碳烟排放的影响

针对大负荷条件下汽油压燃碳烟排放高的问题,基于三维流体力学软件CONVERGE开展了汽油压燃燃烧及碳烟生成氧化过程影响的数值模拟,系统研究了在废气再循环(EGR)结合气道喷射(PFI)情况下,后喷策略对大负荷条件下汽油压燃燃烧过程及碳烟生成氧化过程的影响规律和机制.研究结果表明,在复合喷射策略条件下,后喷使主喷油量减少从而降低了前期碳烟的产生,且后喷燃料的燃烧加速燃烧后期碳烟的氧化过程,从而使整体碳烟排放降低;在EGR率为20%、气道喷射比例为40%、主喷时刻为-8°CA ATDC、主喷-后喷间隔为10°CA、后喷油量为5 mg时,可以同时获得较高的热效率(45.959%)及较低的碳烟和NOx排放,同试验基准相比,NOx排放降低68.3%,最大压升率降低28.6%;相较于单次喷射,碳烟排放降低14.7%.

PODE_(3)/异辛烷二元燃料实验与简化动力学模型研究

聚甲氧基二甲醚(PODE)具有高十六烷值、高含氧量和互溶性好等燃料特性,目前PODE通常与传统燃料混合使用,具有显著改善内燃机热效率和有害物排放的潜力.本文首先基于射流搅拌反应器开展典型汽油替代物异辛烷与高活性代用燃料PODE_(3)混合燃料的低温氧化实验,然后通过简化PODE_(3)详细机理并耦合异辛烷/正庚烷机理构建了包含108个组分和434个反应的PRF-PODE_(3)简化机理.利用该机理模型对PODE_(3)/异辛烷燃料进行了滞燃期、层流预混火焰和射流搅拌反应器的实验验证并获得了良好的预测结果.PODE_(3)/异辛烷低温氧化实验及模拟结果表明,掺混PODE_(3)后,会在低温反应阶段产生大量的OH、HO_(2)、CH_(3)等活性基,从而促进异辛烷的低温反应,且随着掺混比例的提高,异辛烷低温反应明显增强.异辛烷中添加PODE_(3)对于CH_(4)、C_(2)H_(6)等中间产物影响较小,但会显著降低C_(2)H_(4)和C_(3)H_(6)等中间产物的浓度,具备显著改善PAH和碳烟生成的潜力.