射流温度对高温气体射流控制压缩着火的影响

为了解决柴油预混合压燃着火相位的控制难题,采用高温气体射流控制压缩着火(jet controlled compression ignition,JCCI)的方法,其通过射流喷入一定量的高温气体来触发缸内处于着火临界状态的预混合气自燃,从而实现着火相位的有效控制。采用三维CFD耦合简化化学反应机理的方法,研究高温气体JCCI方式的着火和燃烧过程,分析射流温度分别为700,800,900和1 000K时对其燃烧和排放特性的影响。研究结果表明:在上止点附近射流喷入高温气体能触发缸内预混合气多点自燃;随着射流温度提高,高温反应始点前移,放热峰值升高;CA50前移,燃烧持续期缩短;此外,NOx排放逐渐增加,CO排放逐渐减少,soot排放量几乎为零。

射流控制柴油机预混合压缩着火相位和排放研究

为有效控制柴油机预混合压燃着火相位,提出了射流控制压燃(jet controlled compression ignition,JCCI)方法。将一台186F柴油机改装成JCCI发动机,并进行了燃烧相位控制和排放特性试验。结果表明:CA10和CA50在较大的范围内与点火定时呈线性关系,说明在JCCI发动机中可实现对预混合燃烧相位的直接控制;在试验工况下JCCI发动机的NOx排放比原机降低较多,最大降幅超过90%;碳烟排放在低负荷与原机接近,中高负荷降低了92%;CO和THC排放比原机增加较多。

柴油射流控制柴油基燃料预混合气压缩着火相位的试验研究

为了实现对柴油机预混合压缩着火相位的主动控制,提出柴油射流控制柴油基燃料压缩着火方案,并在1台改造的单缸自然吸气186FA柴油机上进行可行性试验研究。研究结果表明:在50%负荷试验条件下,柴油射流可以有效控制预混合气的着火相位;随着柴油射流正时的推迟,10%和50%累积放热对应曲轴转角CA10和CA50均呈线性规律变化,氮氧化物排放明显降低,碳烟排放几乎为零;随着预喷正时的推迟,放热率呈现由单峰较慢放热至双峰放热至最后的单峰快速放热的变化规律,且碳氢化合物和一氧化碳排放逐渐降低;在单峰快速放热情况下,压力升高率最大;增加柴油射流量,燃烧过程减缓,且会扩大柴油的扩散燃烧比例,导致碳烟排放增加。

基于新型热力循环的柴油机预混合燃烧研究—(1)高压空气射流控制压缩着火模拟分析

为解决内燃机预混合压缩着火相位的控制难题,提出了高压空气射流控制压缩着火相位,实现全工况范围的预混合燃烧的方案。为摸清高压空气射流控制压缩着火过程,本文建立了高压空气射流触发燃烧弹内柴油预混合气着火的CFD模型,分析射流参数对燃烧弹内气流运动、着火及燃烧过程的影响。研究结果表明;高压空气喷入柴油预混合气氛围内,使其局部小范围内温度迅速上升,满足着火条件,实现对柴油预混合气着火时刻的主动控制;燃烧放热分三个阶段,总体呈先低后高的特点,且柴油预混合燃烧速率可控。

JCCI发动机预混合着火与燃烧过程的模拟

结合实机试验数据,运用AVL FIRE程序分析了射流控制压缩着火燃烧方式的着火过程及废气再循环(EGR)率和柴汽油掺混比例对燃烧过程的影响.结果表明:主燃烧室内的柴油预混合气被从点火室内喷出的燃烧产物迅速引燃,实现了柴油预混合燃烧着火相位的主动控制;主燃烧室内的柴油预混合气具有预混合多点自燃和低温燃烧的特点;随着EGR率的增加,主燃烧室内着火时刻略有延迟,NOx排放下降;随着汽油比例的增加,放热减缓,火焰传播越来越显著,NOx排放下降.

基于新型热力循环的高压空气JCCI模拟分析

为解决内燃机预混合压缩着火相位的控制难题,提出了高压空气射流控制压缩着火相位,实现全工况范围的预混合燃烧方案.为研究高压空气射流控制缸内预混合气压缩着火工作过程,利用三维CFD程序耦合简化正庚烷化学反应机理,模拟分析了不同喷气压力条件下,缸内着火及燃烧过程.结果表明:不同压力的高压空气喷入缸内,均能将预混合气着火相位控制在上止点附近,喷气压力较低时,可实现高效快速燃烧;低温反应强烈,高温反应呈现出先高后低的特征;随喷气压力的提高,缸内最大压力降低且滞后,燃烧持续期变长,平均温度降低,NOx排放降低,CO排放增加.