采用台架试验、数值模拟和光学诊断技术研究了分层压燃燃烧反应机理及燃烧控制策略。建立了适应分层混合气特点的简化动力学机理,将其与CFD模型耦合,并结合试验研究了气道喷射/缸内直喷分层方式下混合气分布特点、燃烧特性和有害排放生成机理,结果表明通过控制混合气分层可降低燃烧反应速度和压力升高率,并可获得较低的排放。缸内脉冲多次喷射研究表明,通过合理选择多次喷射参数,可以改善NOx和烟度折衷关系,后喷对高负荷烟度改善效果显著,但多次喷射参数需根据工况特点优化选择。将多次喷射与EGR耦合能够有效降低排放,在所研究典型工况,通过EGR和多次喷射参数的优化,在NOx排放满足国5限值情况下,soot比排放可以控制在很低的水平,显示出满足严格排放法规的潜力。对不同气道喷射策略的浓度分层和热分层的光学研究表明,气道不同喷油策略导致缸内混合气分布不均匀,影响到燃烧发展历程。进气温度提高,喷油策略对燃烧过程影响作用减小。增大缸内热分层可以降低燃烧反应速率,因此热分层具有拓宽HCCI运行工况范围的潜力。本研究对于实现内燃机全工况范围内高效清洁燃烧具有重要的理论意义,对开发新一代高效清洁内燃机有重要的指导意义。
英文主题词stratified charge; stratified charge compression ignition (SCCI); emissions; chemical kinetics