1. 研究目的与意义
柴油发动机作为重要的动力装置之一,广泛应用于交通运输车辆,交通环保要求的日趋严格,给柴油发动机的排放提出了更高的要求,重点是进一步降低碳烟排放和氮氧化物排放。有害气体的处理主要通过两种技术手段,一是加装排气后处理装置,二是加强发动机燃烧技术的研究,即采取机内处理的方式。本课题针对当前新兴的替代燃料--生物柴油开展研究,进一步改善燃烧的角度,研究燃烧过程中的氮氧化物生成规律,研究分析燃烧的环境边界条件对氮氧化物生成的影响,分析影响氮氧化物生成的重要元素和分子基团的生成和消减变化规律,特别是研究低温燃烧模式下的氮氧化物生成规律。
2. 国内外研究现状分析
国内:在几十年的柴油机的燃烧研究历程中,建立起了各式各样的模型,有零维模型、准维模型和多维模型三大类。为了预测直喷式柴油机内的NOx,建立了一个有相当使用价值的准维模型。国外:小分子烃基酯化学反应机理的研究主要是在 Fisher 等提出的MB 机理基础上进行发展和完善。随着试验和模拟技术的发展,生物柴油替代反应机理发展到更大分子的脂肪酸甲酯机理,最大碳原子数达到19,更加接近生物柴油的真实组分
3. 研究的基本内容与计划
1、查阅资料,研究分析低温燃烧模式在降低排放上的优势,结合chemkin软件的学习,选择hcci燃烧模式进行相关的计算分析。
2、对当前不同的被简化的柴油燃烧化学机理进行对比分析,分析不同的氮氧化物生成机理,分析葵酸甲酯的燃烧机理,做出合理选择,作为本课题的研究基础。
3、选用某型发动机的基本结构参数,利用chemkin,调用所选化学反应机理,完成仿真计算模型的搭建。
4. 研究创新点
首先生物柴油成分多样,选取特征成分之一-----葵酸甲酯作为研究对象。其次,通常情况下是研究分析燃烧的环境边界条件对氮氧化物生成的影响,但本文分析影响氮氧化物生成的重要元素和分子基团的生成和消减变化规律,特别是研究低温燃烧模式下的氮氧化物生成规律。
