液化石油气HCCI发动机燃烧与排放物生成机理的研究

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1、分类号——UDc密级学校代码!Q!!Z劣多凄理歹大署学位论文题目速丝互澶氢旦￡g!筮塾扭燃烧量塑I趑物生盛扭理鲍盟究英文一．＆星墨星i!丝hQ垒￡Q!墼坠坠曼垒Qni堕亟星堡i§墨iQ塾墨至Q地堑iQ堕题目丛金璺b坌卫i§也Q￡L￡QH￡g!旦ngi坠金研究生姓名姜鲞姓名直金盐职称到塾撞学位盛±指导教师申请学位级别硕士430070论文提交日期2Q12生§旦论文答辩日期2Ql2生鱼旦一一．学位授予单位盍垫堡三盘堂学位授予日期答辩委员会主席颜伏位评阅人凌堑麦貌购锐2012年6月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：塞溘日期：乏业：匹丝学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同

3、时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：蓦溏导师(签名)：松林日期：7．ol2．乡．缈摘要越来越高的燃油经济性指标和严格的排放法规要求，促使世界各国都在积极研究开发清洁高效的汽车替代燃料。车用液化石油气以其良好的经济性、低排放和抗爆性，成为重要车用代用燃料之一，并得到了广泛研究。均质压燃着火(HCCI)燃烧概念给出了实现内燃机高效、低污染的新途径，是目前国际内燃机界研究的执占。⋯、，¨’v为了解决液化石油气化学动力学模型与三维CFD软件耦合时

4、，巨大的计算量和对计算机资源的过高要求问题，需要对液化石油气化学动力学模型进行简化。本文首先对液化石油气发动机的研究现状、存在的问题以及数值模拟计算进行了分析。使用相关文献资料和美国LawrenceLivemore国家实验室公布的数据，构建了液化石油气HCCI详细化学反应机理。基于大型化学反应动力学软件CHEMKIN，建立了液化石油气HCCI燃烧模型，用来模拟液化石油气HCCI发动机缸内的燃烧情况。在上述研究的基础上，通过对液化石油气均质压燃燃烧反应途径分析和敏感性分析，构建了一个包括98个基元反应和37种物质的液化石油气均质压燃简化动力学模型。对

5、简化动力学模型进行有效性分析，结果表明：本文所提出的简化动力学模型在着火时刻、缸内温度和压力、NO和CO排放的计算结果与详细动力学模型基本一致。利用计算流体力学软件Fluent建立了发动机三维计算模型，并将其与本文提出的液化石油气简化动力学模型相耦合，对液化石油气HCCI燃烧过程和排放特性进行了模拟计算分析，对液化石油气均质压燃燃烧过程和主要排放物HC、CO、NO以及甲醛非常规排放物随曲轴转角变化的历程进行了预测分析。并分别讨论了当量燃空比、EGR率、压缩比等不同初始条件对燃烧过程和排放物的影响，发现采用EGR可以有效降低NO排放；进气温度、进气压

6、力、燃空当量比的增加可以降低UHC量；而EGR和增加燃空当量比可以降低CH20排放。为进一步扩展均质压燃燃烧的运行范围，有效改善液化石油气HCCI发动机燃烧及排放性能提供了理论基础。关键词：液化石油气；数值模拟；均质压燃；化学反应机理；FluentAbstractNow,everycountryisstudyingactivelytodevelopcleanandefficientautoalternativefuels．Becauseoftheincreasinglystrictemissionstandardsduetoenvironmenta

7、lconcernsanddesireformoreefficientconversionfromenergytomechanicalpower．Liquefiedpetroleumgas(LPG)engineiswidelyresearchedbecauseofitsgoodfueleconomyandverylowemissionsofNOxandsoot．HomogeneousChargeCompressionIgnition(HCCI)enginesarebeingpaidmuchattentionandwidelyinvestigatedd

8、uetotheirpotentialofhighthermalefficiencyandverylowemissionso