肖 雪

江苏大学汽车与交通工程学院

乙醇均质压缩燃烧的数值模拟研究

肖 雪

江苏大学汽车与交通工程学院

1.引言

HCCI燃烧方式是新型的机内净化技术，可以同时降低颗粒物和NOx 排放。HCCI 发动机综合了汽油机和柴油机的特点，形成均质混合气并压缩着火。其燃烧方式是多点同时着火，燃料的着火和燃烧只受燃料氧化反应的化学反应动力学控制[1]， 并且可以保持较高的燃料经济性。

乙醇作为可再生含氧燃料，具有辛烷值高、抗爆性好等特点。研究表明乙醇是实现HCCI燃烧的理想燃料之一[2]。据此，本文就乙醇燃料的均质压缩燃烧进行数值模拟研究，着重探究燃烧边界条件对乙醇HCCI燃烧排放的影响。

2.计算模型

目前，HCCI 燃烧由化学反应动力学主导的观点已普遍被人们接受[3]。本文研究采用气相化学和等离子体动力学的软件CHEMKIN，它可以解决带有化学反应的流动问题，是燃烧领域中普遍使用的一个模拟计算工具[4]。本研究中使用的燃料是乙醇，乙醇燃烧的化学动力学机理和热力学数据采用了美国 Lawrence Livermore 国家实验室公布的数据[5]。

3.计算结果及分析

模拟计算采用的发动机： 型号4100QB- 1A、缸径为105 mm、 行程为120 mm、 压缩比为11.8、连杆长度为205 mm。计算考虑了完整的压缩和膨胀行程， 并以压缩冲程的上止点( TDC) 作为曲轴转角的零点， 并且考虑了进气迟闭的影响。在计算开始前， 假定气缸内已经形成了乙醇和空气的均匀混合气，且气缸内压力、温度、各组分浓度处处相等。研究中所采用的燃烧边界条件有：初始进气温度、过量空气系数和 EGR率。……