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作者：黄粉莲;朱广豪;万明定;王正江;雷基林;
单位：昆明理工大学云南省内燃机重点实验室;
摘要：研究基于三维计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件,构建了甲醇/柴油双燃料发动机的CFD模型,并耦合详细的化学反应动力学机理,探究了预喷策略耦合废气再循环(Exhaust Gas Recycle,EGR)对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧及排放特性的影响。结果显示:当预喷油量(Pilot Injection Quantity,PIQ)不变,预喷时刻(Pilot Injection Timing,PIT)从-10°CA提前至-20°CA时,缸压和温度峰值升高,燃烧始点、燃烧中心提前,指示热效率提升;NO_x排放量升高,PIT在-20°CA时达到峰值,CO排放量降低,PIT在-20°CA时最低。当PIT从-20°CA提前至-30°CA时,缸压和温度峰值降低,CA10、CA50推后,指示热效率降低;NO_x排放量降低,CO排放量升高。但随着PIT的提前,碳烟、碳氢化合物(Hydrocarbons,HC)、CH_3OH和HCHO排放量呈降低趋势。当PIT不变,随着PIQ的增加,缸压和放热率的峰值升高,且放热率演变为双峰,CA10、CA50提前,指示热效率提升;NO_x排放量升高,较大的PIQ可使碳烟、HC、CO、CH_3OH和HCHO排放量保持在较低水平。随着EGR的增加,在不同预喷策略下,缸压和放热率峰值降低,CA10、CA50提前,指示热效率降低,但指示热效率均高于原机;NO_x排放量降低,碳烟、HC、CO、CH_3OH和HCHO排放量升高。当EGR增至35%时,不同预喷策略下CO排放量均高于原机;当EGR高于15%时,HCHO排放量高于原机;当EGR增至25%时,除HCHO排放量外,其余排放量均低于原机。研究最终选取预喷策略(预喷正时为-20°CA+预喷比例为5%)并耦合EGR(25%)作为最优方案,该方案使NO_x、碳烟、HC、CO、CH_3OH排放量分别较原机下降15%、2%、20.5%、1.5%、4.3%,指示热效率较原机提高了2.27百分点。
关键词：环境工程学;;反应活性控制压燃;;预喷策略;;废气再循环;;非常规排放
基金资助：云南省基础研究计划项目(202301AT070435);; 兴滇英才支持计划项目(KKXX202402062)
