燃用二甲醚的均质充量压燃发动机的研究

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该文研究了压缩比为10.7的二甲醚均质充量压缩点燃(HCCI)发动机的动力性、经济性、排放特性以及HCCI的燃烧特性.试验结果表明二甲醚均质充量压燃发动机具有较低的燃烧温度,排温低于260摄氏度,可以有效控制发动机氮氧化合物排放的生成,使其接近于零.HCCI发动机燃烧能实现无烟燃烧.二甲醚均质充量压燃发动机受压燃着火工作方式的限制,混合气空燃比和负荷范围较窄,在平均有效压力0.25-0.3MPa、过量空气系数2.5-3.0的范围内,发动机工作稳定,具有较高的热效率和燃油经济性.在正常的工作范围内,发动机的碳氢和一氧化碳排放与柴油机相当;高负荷时因混合气过浓易形成爆震燃烧,并导致NOx排放的增加,其动力性和经济性也随之恶化;发动机低负荷时因混合气较稀,则发动机的CO和HC排放升高;混合气过稀会造成发动机失火,发动机工作不稳,转速波动大,从而影响到发动机的性能.HCCI发动机的混合气空燃比、转速和负荷三者相互依赖,只能在某一较窄的范围内关联调节,一定的空燃比需要对应一定范围的发动机转速和负荷,反之亦然.通过缸内压力数据分析发现:(1)二甲醚均质压燃发动机有合适的最高爆发压力,燃烧速度快,且燃烧过程呈现明显的两阶段放热.(2)空燃比、发动机负荷和发动机转速等参数的改变都会导致HCCI发动机着火时刻与燃烧过程的显著变化.
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