快速压缩机的开发及其在HCCI燃烧研究中的应用

论文摘要

介绍了快速压缩机的设计思想,总体结构和工作原理。详细论述了快速压缩机的驱动系统,数据采集及控制系统,混合气配给系统,主燃烧系统的作用及工作原理。并对快速压缩机各系统的试验特性进行了分析,表明快速压缩机各系统都可以满足HCCI燃烧试验的要求。分别对乙醇,甲醇,异辛烷,PRF90和正庚烷燃料进行了HCCI燃烧特性分析。分析了边界条件对燃料燃烧过程的影响。随着进气温度的升高,增加了燃料分子的活性,使燃烧始点提前。当燃烧进入高温反应区后,进气温度高的可燃混合气进行氧化反应的速率高,燃烧过程迅速,温度和压力变化速度也明显高于进气温度低的可燃混合气。所以,燃料随着进气温度的升高,燃烧持续期缩短,最高燃烧温度升高,放热率最大值增大,最大压力升高率增大,最大压力升高率出现时刻提前,燃烧始点到压力最高值的时间也同时缩短。随着过量空气系数的增大,混合气的浓度变小,燃料在低温反应区产生的活化基减少,快速压缩机需要更多的时间把混合气压缩到更高的温度。所以,随着过量空气系数的增加,燃烧始点延迟,着火温度升高。在燃烧的过程中,释放的热量和燃烧压力的升高都是由于燃料燃烧产生大量热量而引起的。所以,可燃混合气的浓度减小,所释放的热量就少,燃料的最高燃烧温度降低,放热率最大值降低,压力升高率降低,着火温度降低。同时混合气的浓度降低,反应速率减慢,所以燃烧持续期增加。燃料的辛烷值对HCCI燃烧特性有着直接的影响。随着燃料辛烷值的提高,燃烧始点延迟,燃烧持续期延长,放热率最大值和最高燃烧温度同时降低,最大压力升高率降低,最大压力升高率出现时刻延迟,着火温度升高。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 HCCI 燃烧方式的发展与现状
• 1.3 用于研究内燃机燃烧的几种常用装置
• 1.4 本文的研究意义
• 第二章 快速压缩机的结构设计与控制系统
• 2.1 快速压缩机的工作原理
• 2.2 主燃烧系统结构
• 2.3 驱动系统
• 2.4 混合气供给系统
• 2.5 加热和保温系统
• 2.6 快速压缩机控制系统设计方案
• 2.7 加热系统控制方案
• 2.8 驱动系统的控制方案设计
• 2.9 主燃烧系统数据的采集
• 2.10 数据的处理方法
• 2.11 本章小结
• 第三章 快速压缩机的调试
• 3.1 驱动系统试验特性
• 3.2 燃料供给系统试验特性
• 3.3 燃烧系统的试验特性
• 3.4 燃烧压力曲线及其修正
• 3.5 试验数据处理
• 3.6 本章小结
• 第四章 利用快速压缩机对HCCI 燃烧的初步研究
• 4.1 试验燃料
• 4.2 进气温度对HCCI 燃烧过程的影响
• 4.3 过量空气系数对HCCI 燃烧过程的影响
• 4.4 辛烷值对HCCI 燃烧过程的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结及工作展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 今后工作展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间论文的发表情况
• 图表索引
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT