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随着21世纪第一个十年的渐行渐远,能源危机与环境污染这两大难题正在步步紧逼。内燃机作为耗能和排污的重要因素,必须在燃料与燃烧方式方面做出改进才能适应社会的发展。二甲醚(DME)的十六烷值高、沸点低且来源广泛,被认为是柴油机理想的代用燃料。均质充量压缩燃烧(HCCI)结合了传统点燃式和压燃式内燃机的特点,能够实现稀薄燃烧,具有低碳氢(HC)和低氮氧化物(NOx)排放等优点。本文通过分析DME燃烧的主要反应历程,以及利用化学动力学软件CHEMKIN对各基元反应进行温度敏感性分析,构建了一个简化化学动力学机理,该简化反应机理涉及31种组分、49个基元反应,包括低温阶段和负温度系数(NTC)区子机理、甲酸生成与消耗子机理以及高温阶段子机理。通过对简化机理和详细机理条件下HCCI燃烧模拟计算结果的比较分析,验证了本文所构建之简化机理的准确性。同时本文以ZS1100柴油机为原型,使用计算流体力学软件FLUENT建立了燃烧室二维CFD模型,通过选用适当子模型及耦合已构建的简化机理,并且采用并行计算的方法对DME HCCI燃烧进行了仿真计算。本文以模拟计算的方式,研究了DME HCCI燃烧的特性,研究内容及结论如下:1.分析了燃烧各个阶段缸内温度、压力、基元组分的变化情况。研究表明,当混合气温度达到750K-800K时低温反应开始,低温燃烧在余隙容积及燃烧室凹坑中心区率先进行,此时二次加氧反应剧烈;在NTC区CH2O大量生成,燃烧放热率降低,温度上升缓慢;当温度高于1000K时高温燃烧开始,此阶段主要由蓝焰反应和热焰反应组成,并释放出大量热量。2.分析了进气温度、燃空当量比、压缩比、CO2对燃烧和排放的影响。研究表明,提高进气温度,低温燃烧、高温燃烧始点均提前,最高温度上升,最高压力先增大后减小,总HC、CO排放量下降,NO排放量上升;增大燃空当量比,压力和温度均上升,高温燃烧始点提前,HC和CO排放降低,NO排放增加;在保证正常燃烧的前提下,增大压缩比,燃烧始点、峰值压力、温度对应点均提前;进气中掺入CO2后,着火延迟,缸内压力、温度下降。3.分析了燃烧重要中间产物及污染物的反应历程。研究表明,CH2O、CO、OH等是燃烧过程中重要的自由基;燃烧主要的污染物为甲酸、二甲醚、甲醛和一氧化碳;DME HCCI燃烧NO排放量很小。