针对天然气高压喷射(high pressure direct injection,HPDI)模式双燃料船用低速机缸内的压力振荡现象,基于计算流体动力学软件CONVERGE耦合化学反应动力学机理,采用三维数值模拟方法,研究天然气及引燃柴油喷射时刻对缸内压力振荡和燃烧...针对天然气高压喷射(high pressure direct injection,HPDI)模式双燃料船用低速机缸内的压力振荡现象,基于计算流体动力学软件CONVERGE耦合化学反应动力学机理,采用三维数值模拟方法,研究天然气及引燃柴油喷射时刻对缸内压力振荡和燃烧粗暴的影响.结果表明:天然气喷射提前或引燃油喷射推迟均会增大天然气预混燃烧比例,燃烧剧烈程度增加,导致燃烧粗暴恶化,缸内压力峰值升高,压力升高率增大,但后者会推迟天然气被引燃的时刻,造成燃烧相位推迟.天然气喷射时刻提前至-4°CA ATDC时,缸内出现压力振荡.对于天然气燃烧粗暴且出现压力振荡的工况,提前喷射引燃油,两种燃料可能会同时发生燃烧粗暴,造成燃烧进一步恶化.天然气压燃有利于缓解引燃导致的燃烧初期较强的压力振荡,然而随着燃烧进程的发展,会造成更加剧烈的燃烧粗暴,但可通过引入引燃油缓解此现象.实际应用中,可以考虑在引燃天然气之前实现部分压燃以降低整体压力振荡强度.分析甲烷氧化反应路径中关键中间产物发现,HCO(醛基)可用于表征双燃料发动机燃烧粗暴及压力振荡的剧烈程度及持续期长短;CH_(3)(甲基)可作为燃烧粗暴及压力振荡的指示物质,其短时大量积累预示着燃烧粗暴的发生;同时,CH_(3)可以作为甲烷开始从低温反应过渡到高温反应的表征物质.展开更多
以一台高压共轨轻型柴油机为样机,研究废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)和喷油正时协同作用对发动机燃烧特性、燃油消耗率、氮氧化物(NOx)和HC排放的影响。研究结果表明:随着EGR率增大,缸内最大压力有所下降,瞬时放热率峰值...以一台高压共轨轻型柴油机为样机,研究废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)和喷油正时协同作用对发动机燃烧特性、燃油消耗率、氮氧化物(NOx)和HC排放的影响。研究结果表明:随着EGR率增大,缸内最大压力有所下降,瞬时放热率峰值有所减小。随着喷油提前角增加,缸内最大压力增大,瞬时放热率峰值先增大后减小。EGR率与缸内最大压力降幅、瞬时放热率峰值降幅均具有较好的线性关系。随着EGR率的增大和喷油提前角的减小,NOx排放降低,燃油耗增加,而且存在一个最佳的EGR率和喷油提前角的组合区域使HC排放达到最低。为了实现降低NOx排放的同时有效控制燃油消耗率和避免HC排放升高,低负荷时选择高EGR率并结合大喷油提前角的控制策略;中等负荷时选择适中EGR率结合适中喷油提前角的控制策略。展开更多
文摘针对天然气高压喷射(high pressure direct injection,HPDI)模式双燃料船用低速机缸内的压力振荡现象,基于计算流体动力学软件CONVERGE耦合化学反应动力学机理,采用三维数值模拟方法,研究天然气及引燃柴油喷射时刻对缸内压力振荡和燃烧粗暴的影响.结果表明:天然气喷射提前或引燃油喷射推迟均会增大天然气预混燃烧比例,燃烧剧烈程度增加,导致燃烧粗暴恶化,缸内压力峰值升高,压力升高率增大,但后者会推迟天然气被引燃的时刻,造成燃烧相位推迟.天然气喷射时刻提前至-4°CA ATDC时,缸内出现压力振荡.对于天然气燃烧粗暴且出现压力振荡的工况,提前喷射引燃油,两种燃料可能会同时发生燃烧粗暴,造成燃烧进一步恶化.天然气压燃有利于缓解引燃导致的燃烧初期较强的压力振荡,然而随着燃烧进程的发展,会造成更加剧烈的燃烧粗暴,但可通过引入引燃油缓解此现象.实际应用中,可以考虑在引燃天然气之前实现部分压燃以降低整体压力振荡强度.分析甲烷氧化反应路径中关键中间产物发现,HCO(醛基)可用于表征双燃料发动机燃烧粗暴及压力振荡的剧烈程度及持续期长短;CH_(3)(甲基)可作为燃烧粗暴及压力振荡的指示物质,其短时大量积累预示着燃烧粗暴的发生;同时,CH_(3)可以作为甲烷开始从低温反应过渡到高温反应的表征物质.
文摘以一台高压共轨轻型柴油机为样机,研究废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)和喷油正时协同作用对发动机燃烧特性、燃油消耗率、氮氧化物(NOx)和HC排放的影响。研究结果表明:随着EGR率增大,缸内最大压力有所下降,瞬时放热率峰值有所减小。随着喷油提前角增加,缸内最大压力增大,瞬时放热率峰值先增大后减小。EGR率与缸内最大压力降幅、瞬时放热率峰值降幅均具有较好的线性关系。随着EGR率的增大和喷油提前角的减小,NOx排放降低,燃油耗增加,而且存在一个最佳的EGR率和喷油提前角的组合区域使HC排放达到最低。为了实现降低NOx排放的同时有效控制燃油消耗率和避免HC排放升高,低负荷时选择高EGR率并结合大喷油提前角的控制策略;中等负荷时选择适中EGR率结合适中喷油提前角的控制策略。
