1. 研究目的与意义
大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机器。随着柴油机的日益广泛的应用，各国政府在关注它的大扭矩和高燃油经济性的同时，更关心的是柴油机的碳烟颗粒物（pm）、未燃碳氢（u hc）、氮氧化物（nox）等污染物的排放。随着柴油机排放法规限值日趋严格及柴油机技术的不断进步，柴油机排气中的主要有害物为颗粒物和 nox（no占到了nox的90%以上），因此研究no的排放显得尤为重要。研究no的排放有两个方法：一个是实验研究，通过安装尾气测量仪器直接在发动机上进行实验，检测no的生成情况；第二个是仿真研究，将实验燃烧过程数字化通过相关软件模拟输出no的生成量。而no的排放情况并不是一成不变的，它受到许多初始条件的影响，例如初始进气温度、缸内压力、过量空气系数、当量比、不同进气氧浓度、发动机转速、燃油喷射时刻（soi）等参数的变化都会影响no的生成量。本课题的研究重点就是选用一定型号的柴油机通过仿真研究生物燃料葵酸甲酯在不同初始条件下燃烧的no生成量，将本研究得出的的no燃烧特性与已经得到的研究成果作对比分析，以此深入研究no的燃烧特性来进一步改善燃烧角度来减少环境污染和节能。
均质充量压缩燃烧(c11h22o2)是一种新型的柴油机燃烧方式,它结合了汽油机均质点燃和柴油机压缩自燃的特点,具有较好的燃油经济性,可以有效降低pm和nox排放,并且在低负荷工况时保持较高的热效率。本研究利用癸酸甲酯(c11h22o2)作为生物柴油的替代机理,采用chemkin软件中的o-d单区模型,结合woschni传热模型和改进后的癸酸甲酯简化机理,计算和分析初始进气温度、缸内压力、过量空气系数等因素对nox生成的影响,初步探讨了生物柴油在hcci模式下nox的排放规律和形成途径。通过湍流与反应混合效应的模拟的方法，在avl-fire 软件中实现耦合化学反应的汽油机缸内过程 cfd 仿真计算，通过改变发动机转速值来研究no的生成情况。所选工况为发动机最大转矩点，转速为被测发 动 机 的 中 等 转 速 (2,000,r/min) ，氧 体 积 分 数 在21%～24%调整，从燃烧及排放分析来看氧体积分数达到 24%已对发动机性能提升非常有限，在该工况下压阀出口的节流阀来控制氧气供给量，实现发动机稳态工况下进气氧体积分数的调控。
通过以上不同初始条件下的no生成情况的仿真实验，更加全面的研究no的燃烧特性，得出no的生成量受各种初始条件的影响情况，为深入研究no的燃烧特性提供一定的结论说明，从而为环保问题采取有效的措施提供理论依据和数据支撑。
2. 国内外研究现状分析
宁海强等的hcci燃烧模式下生物柴油的nox排放研究结果表明进气温度和进气压力提高后,着火时刻提前,导致nox排放的增加,提高过量空气系数可以降低nox的排放量；
黄豪中等的边界参数对hcci发动机燃烧影响的模拟研究结果表明进气温度对正庚烷冷焰和热焰的发生时刻具有重要影响，增压主要影响热焰的发生时刻，在当量比不变时,增压能够拓宽柴油hcci发动机负荷工况范围同时保持nox排放基本不变,是一项非常有吸引力的措施;
张韦等的柴油机富氧燃烧的粒径分布及多环芳香烃的演化历程研究结果表明发动机富氧燃烧使得气缸内氧富集，而且富氧燃烧导致燃烧温度升高，为 no的生成提供有利条件,因此no排放随着进气内的氧体积分数提升而增加;
3. 研究的基本内容与计划
内容：（1）阅读参考文献，参考相关书籍，进行初步了解； （2）总结各种初始条件下的NO生成情况的国内外研究现状； （3）分别改变初始条件进气温度、压力、过量空气系数、当量比、不同进气 、氧浓度、发动机转速、燃油喷射时刻（SOI）等参数进行仿真研究NO的生成量； （4）将前人所研究的成果与本研究得出的结论开展对比； （5）通过对比，更加全面准确地分析出NO在各种初始条件下的生成情况； 计划： （1） 1~2周，搜集相关资料，阅读参考文献，并完成文献综述和开题报告的撰写； （2） 3~5周，进行分别改变初始进气温度、压力、过量空气系数、当量比的仿真实验； （3） 6~7周，进行分别改变初始进气氧浓度、发动机转速、燃油喷射时刻的仿真实验； （4） 8~10周，将本研究所做的仿真实验结果同前人所研究的相似实验作对比分析； （5） 11~12周，论文初稿完成，并进行初步修改； （6）13~14周，修改论文，做PPT材料，准备答辩； |
4. 研究创新点
本课题研究的初始条件在目前为止的研究中是比较全面合理的，研究对象更加具有针对性，从而能更加深入研究NO的燃烧排放特性，为解决使用生物燃料所带来的NOX排放增多的问题提供一定的参考依据。
