含水乙醇汽油直喷发动机燃烧与碳烟排放特性

摘要：

为了深入分析含水乙醇对汽油直喷(Gasoline Direct Injection,GDI)发动机性能的影响,利用CONVERGE软件,结合耦合含水乙醇汽油燃烧机理和碳烟模型,进行了三维模拟,从微观角度研究了GDI发动机结合废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)技术燃用含水乙醇汽油时的燃烧及碳烟生成与排放特性.结果 表明:含水乙醇掺混比的增大有助于加快火焰传播速度,进一步缩短燃烧持续期.碳烟前驱物(PAHs)控制碳烟的成核和生长,含水乙醇汽油的含氧特性及高活性的OH可以抑制碳烟生成,与E0(含水乙醇体积分数为0)相比,E20W(含水乙醇体积分数为20％)的碳烟前驱物苯、萘、菲、芘的质量峰值分别降低了60.0％、54.5％、73.3％、52.4％,碳烟质量峰值降低了63.6％,碳烟数量密度峰值下降了40.0％.EGR的引入使燃烧效率降低,PAHs和碳烟生成质量升高,碳烟数量密度降低,含水乙醇的添加能改善EGR环境中的燃烧效率,降低未燃HC和碳烟生成量.相比纯汽油,含水乙醇汽油结合EGR技术,弱化了EGR对燃烧和碳烟排放的负面影响.因此,EGR结合含水乙醇汽油能够改善发动机燃烧特性,降低发动机的碳烟等污染物排放,对提升GDI发动机性能和改善颗粒物排放有较好的作用.

关键词：汽油直喷发动机、燃烧、CFD、含水乙醇汽油、碳烟

所属期刊栏目：36

分类号：TK417(内燃机)

资助基金：上海市自然科学基金项目;内燃机燃烧学国家重点实验室开放课题

在线出版日期：2020-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：64-72