EGR和增压对HCCI汽油发动机燃烧影响的数值模拟

摘要

基于专业化学反应动力学软件CHEMKIN和已建立的异辛烷和正庚烷氧化反应机理,对汽油均质压燃(HCCI)燃烧过程进行了模拟计算,研究了不同的废气再循环率(EGR)和增压对汽油HCCI燃烧特性的影响.结果表明:保持转速、过量空气系数一定,在相同的初始进气压力和温度下,随着EGR率的升高,燃烧始点推迟,最大放热率减小,燃烧持续期延长,缸内最高压力和温度均降低,过低的缸内温度会导致CO氧化反应的冻结；但在压缩行程,EGR率越高,缸内总质量越少,同时HCCI稀燃废气对平均比热容的提升贡献微小,导致相应的混合气压力和温度反而越高.通过增压能有效提高功率输出,但会导致缸内燃烧压力升高、燃烧放热速率加大和燃烧相位的提前.通过提高缸内能量密度和减缓燃烧速度,增压配合EGR可以在提高IMEP的同时将最高燃烧放热率、燃烧温度和燃烧相位控制在一定的范围内,从而实现了HCCI的高负荷拓展,还有可能由于采用大的EGR率实现最高燃烧温度的降低,抑制NOx排放.