【摘 要】
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甲醇作为燃料使用可以大大降低对外的石油依赖程度,并且其自身含氧,是一种清洁燃料,这使得甲醇对于我国的能源安全与环境保护都具有很大的研究意义。文中以一台某型号直列水冷三缸柴油机作为原机,通过加装喷醇器改造其为一台甲醇/柴油缸内双直喷HCCI发动机,并使用Converge三维流体仿真软件对其搭建仿真模型并进行模拟,在此探究了1200r/min以及2400/min满负荷工况时的甲醇占能比、甲醇喷射正时和
【基金项目】
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横向课题《M100甲醇压燃式发动机的开发》；
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甲醇作为燃料使用可以大大降低对外的石油依赖程度,并且其自身含氧,是一种清洁燃料,这使得甲醇对于我国的能源安全与环境保护都具有很大的研究意义。文中以一台某型号直列水冷三缸柴油机作为原机,通过加装喷醇器改造其为一台甲醇/柴油缸内双直喷HCCI发动机,并使用Converge三维流体仿真软件对其搭建仿真模型并进行模拟,在此探究了1200r/min以及2400/min满负荷工况时的甲醇占能比、甲醇喷射正时和压力、不同喷醇器孔径设置方式对甲醇/柴油缸内双直喷HCCI发动机的燃烧及排放情况的特性,得到以下结论:与原机相比,甲醇占能比的增加会使得滞燃期逐渐延长,这有利于甲醇预混合气的进一步混合且甲醇本身的层流燃烧速度较快,缸内燃烧压力和温度增大,缸内压升率升高;由于甲醇自身含氧,加入燃烧可以大大降低SOOT、HC和CO排放的生成,但同时也使得低转速时的NOx排放高于原机。随着甲醇喷射时刻的推迟,甲醇与空气的混合程度下降,阻碍了燃烧时的火焰传播,燃烧持续期延长,同时缸内压力、缸内温度和压力升高率下降;低转速时,SOOT排放量随着甲醇喷射时刻推迟而下降,NOx和CO排放上升,而高转速时各排放呈现出不规则的趋势。随着甲醇喷射压力的上升SMD出现了下降的趋势,缸内的混合气也逐渐趋于均质,滞燃期上升但燃烧持续期下降,缸内燃烧压力和温度也都有不同程度的增加,压力升高率升高,燃烧相对更加粗暴;喷醇压力的增加使得低转速时的排放增加,除HC以外其余排放均高于低喷醇压力,高转速在高喷醇压力下的排放表现好。在1200r/min满负荷的工况下,进气朝向的喷孔面积增大20%,排气朝向的喷孔面积减小20%后有利于甲醇随进气气流的均匀分布,这使得滞燃期和燃烧持续期缩短,提升了燃烧时的缸内压力,且压力升高率降低;增大进气侧孔径使得SOOT排放略微升高且NOx、HC以及CO排放量降低。
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