PCCI柴油机燃用DMC和生物柴油的燃烧活性调节模拟研究
2021-08-25于奇松梅德清涂立志岳珊张登攀
于奇松,梅德清,涂立志,岳珊,张登攀
(1.江苏大学汽车与交通工程学院,江苏 镇江 212013;2.上海FEV技术有限公司,上海 200336;3.南京金肯职业技术学院,江苏 南京 210000)
近年来,为了满足严格的发动机性能和排放指标,国内外学者提出了创新性的燃烧思想及模式,如均质充量压缩点火(Homogeneous Charge Compressed Ignition,HCCI)[1-2]。HCCI燃烧模式可以有效降低炭烟(soot)和氮氧化物(NOx)排放,但其燃烧速率和相位难以控制,稀混特性导致了运行工况范围窄[3]。而PCCI(Premixed Charge Compressed Ignition)燃烧模式则利用提前或滞后喷油等多阶段喷射策略和大比例废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)等综合手段来控制燃烧相位和燃烧速率[4-5]。如文献[6]通过缸内早喷实现柴油机PCCI燃烧以减少soot生成,引入高EGR率降低缸内燃烧反应温度以减少NOx生成,此外,还研究了高EGR率耦合燃油二次喷射的情况,发现这种燃烧模式下燃烧循环波动改善,soot生成得到很好的抑制。
碳酸二甲酯作为一种非极性短碳链酯,其沸点和黏度均比柴油低,添加一定比例能使系统活性增加,有利于柴油机缸内混合气形成[7-8]。大豆生物柴油是一种长碳链酯,十六烷值和低热值均比碳酸二甲酯高,但其挥发性差,不利于缸内混合气的形成[9]。目前对两种含氧燃料的研究较多,但这些研究大都是基于传统燃烧或是单种混合燃料进行的[10-13],针对分别掺混这两种含氧燃料对PCCI柴油机缸内燃烧过程的研究还很少,其具体化学作用机理对PCCI燃烧模式的影响仍有待揭示。
本研究在44%的高EGR率氛围及低负荷工况下,采用“预喷+预喷+主喷”燃油喷……
