天然气/柴油双燃料HCCI发动机燃烧和排放性能影响因素的仿真分析文献综述
2020-05-06 16:49:28
一、论文研究的背景和意义 自从1876年产生第一台四冲程内燃机以来,内燃机工业经过一百多年的发展,传统的点燃式和压燃式内燃机在进一步提高燃料利用率和降低有害物排放方面已经达到了极限。
为此,要突破内燃机排放和经济性的限制,世界各发达国家开展了内燃机新型燃烧技术的研究。
直到20世纪70年代,首次提出均质压燃(homogeneous charge compression ignition)的概念,由于当时控制技术的限制,并没有引起足够重视.90年代后期,发动机排放法规的日益严格和对发动机经济性的要求越来越高,内燃机在全世界动力装置所发出总功率50%以上,占运输动力总功率90%,消耗的燃料占石油燃料的60%以上[1],所排放的有毒废气约占工业废气的一半左右[2-3]。
因此,从节约能源出发,HCCI燃烧技术在内燃机节能和降低排放方面有很大的潜力。
美国、欧洲和日本的一些研究机构和企业都大力开展这一领域研究工作,HCCI被认为是发动机燃烧技术的一个重大进步。
21世纪,大幅度降低能耗和有害物质排放的社会要求将使车用内燃机的开发面临着巨大的压力。
对于HCCI发动机的研究也初步显示了它在降低油耗,NOx和微粒排放方面的优势,均质压燃(HCCI)燃烧结合了传统压燃式发动机和火花点火发动机的优点,可突破传统柴油机碳烟和 NOx排放之间 trade-off 关系的限制,并实现较低的燃油消耗率[4-5]。
HCCI 燃烧的主要问题是其点火主要受化学反应动力学控制,燃料组分、当量比和混合气热力学状态对HCCI燃烧反应速率具有重要影响,不能对其着火时刻进行直接控制。
目前,对于HCCI燃烧的研究主要集中在其控制策略和负荷扩展上循环变动.是反映燃烧过程的一个重要参数,进行均质压燃烧循环变动的深入研究,能够为控制 HCCI燃烧过程提供指导。
二、国内外研究情况 1979年,Onishi等[6]人在二行程发动机上进行HCCI的研究,发现低负荷工况下,在1000r/min到4000r/min的转速范围内HCCI都比传统的工作方式有更好的工作稳定性,燃油经济性和排放也有显著的改进。