【作者】

蔡义康; 贾明; 曹竞杰; 李耀鹏

【单位】

大连理工大学

【摘要】

通过将三维计算流体动力学（CFD）仿真软件KIVA和多目标遗传算法相结合，对正丁醇/生物柴油反应活性控制压燃（RCCI）发动机的进气和喷油参数进行了全面优化，确定了其在宽负荷范围内实现清洁、高效和稳定运行的最佳技术路线，并对关键运行参数的协同作用机理进行了讨论。优化结果表明，低负荷下正丁醇预混比例较高（接近于1），整个燃烧过程接近均质燃烧，着火和燃烧主要受燃料反应动力学控制。对于高负荷，生物柴油在上止点后引入缸内，优化结果依据丁醇预混比例可划分为两阶段燃烧和全预混燃烧模式两种，其中全预混模式主要是通过增加EGR率实现高负荷下高丁醇比例的应用，具有较高燃油效率和更低NOx排放，但该模式的燃烧噪声较高。在优化中负荷策略，少量高活性生物柴油在压缩冲程早期（-55~-30 °CA ATDC）直喷入缸内，形成活性分层，负责燃烧启动和相位的控制。针对发动机不同负荷，优化的进气参数存在明显分层现象。此外，低负荷下预混比和初始温度的分析表明，低预混丁醇比搭配低进气温度会导致正丁醇/空气混合气被进一步稀释，预混丁醇反应活性和火焰传播速度降低，燃烧效率显著恶化，并且由于增加的直喷生物柴油量，NOx和soot排放也显著增加。对于预混比和生物柴油喷油时刻，低预混比条件下，燃烧相位对喷油时刻更敏感，而高预混比条件下，预混比对燃烧相位的影响变得显著。

【关键词】

正丁醇/生物柴油RCCI;负荷范围;参数优化;协同作用

【论文集名称】

低/零碳燃料与气体机

【会议名称】

内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”国际学术研讨会

【会议时间】

2022-8-11至2022-8-14

【会议地点】

昆明

【下载次数】

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