二甲醚柴油机HCCI燃烧研究：进气温度、燃空当量比与压缩比影响分析

"二甲醚柴油机HCCI变参数运行的数值研究 (2011年)" 这篇文章是2011年发表在《西华大学学报(自然科学版)》上的一篇自然科学论文，作者是魏远文、陈兵和徐凯。研究主要探讨了二甲醚（DME）在柴油机中作为燃料时，通过均质充量压缩燃烧（HCCI）方式运行的性能变化。他们使用了二甲醚的HCCI简化机理和计算流体动力学（CFD）软件对ZS1100柴油机进行仿真，以分析进气温度、燃空当量比和压缩比对燃烧过程和排放特性的影响。 首先，研究发现提高进气温度可以提升发动机的最高压力和温度，这有助于提高燃烧效率。同时，随着进气温度的增加，HC（碳氢化合物）和CO（一氧化碳）的排放会降低，但NO（氮氧化物）排放会增加。这是因为高温下氮气与氧气更容易发生反应生成NOx。因此，进气温度的控制对于平衡燃烧效率和环保排放至关重要。 其次，增大燃空当量比（燃料与空气的质量比）同样导致最高压力和温度上升，这表明燃烧更充分。HC和CO排放的减少表明燃烧更加完全，而NO排放的增加则是因为燃烧温度升高。这意味着在设计HCCI系统时，需要寻找一个最佳的燃空当量比，以兼顾燃烧效率和排放控制。 最后，增大压缩比会使得燃烧始点提前，同时最高压力也提前到达峰值。这表明更高的压缩比可以促进早期混合气自燃，但可能会影响燃烧稳定性，需要通过优化设计来防止爆震。 总结起来，该研究揭示了二甲醚在HCCI柴油机中的燃烧特性和参数之间的关系，为优化发动机性能提供了理论依据。这些发现对于开发更高效、低排放的二甲醚燃料发动机具有重要的实践意义，特别是在当前对环保和能源效率要求日益提高的背景下。通过调整进气温度、燃空当量比和压缩比，可以有效地改善二甲醚柴油机的燃烧过程，实现更好的环保性能和动力输出。