CNG发动机等离子体助燃模拟研究： Chemkin软件分析

"CNG发动机等离子体助燃数值模拟 - 张梦圆，汪春梅，王秦燕 - 合肥工业大学汽车与交通工程学院" 本文主要探讨了CNG（压缩天然气）发动机采用等离子体助燃技术的数值模拟研究。在CNG发动机中，等离子体的应用可以显著提升燃烧效率，缩短点火延迟时间，从而优化发动机性能。研究人员张梦圆、汪春梅和王秦燕利用Chemkin软件的多区模型对此进行了深入分析。 等离子体在内燃机中的应用主要在于其能够产生大量活性自由基，这些自由基能够促进燃料的氧化反应，加快燃烧过程。研究表明，等离子体对甲烷（CNG的主要成分）燃烧过程的影响显著，特别是自由基O，它能更有效地增强点火助燃效果。在0.5%的O浓度条件下，点火延迟时间可以提前12.4°CA（曲轴角度），同时燃烧最高温度上升182.01K，这意味着燃烧更加充分，能量释放更快。 然而，增加自由基浓度并不总是能进一步增强燃烧反应，这暗示着可能存在一个优化的自由基浓度范围。此外，通过添加臭氧（O3），可以促进自由基O的生成，从而使得燃烧反应提前。臭氧浓度的增加会增强这种强化效果，但增强幅度会随着臭氧浓度的升高而逐渐减小。这可能是因为过高的臭氧浓度可能会导致不必要的化学反应或者限制了其他关键反应的进行。 关键词：CNG发动机、等离子体、助燃、数值模拟。该研究对于理解等离子体在CNG发动机中的作用机制以及优化发动机设计具有重要意义，对于减少排放、提高燃烧效率和发动机性能提供了理论依据。 中图分类号：TK431。这表明文章属于内燃机技术领域，具体是关于等离子体强化燃烧的研究。通过数值模拟，工程师可以更好地预测和控制发动机的实际运行情况，为实际工程应用提供指导。 总结来说，这篇论文详细分析了等离子体如何通过改变燃烧特性来改善CNG发动机的性能，特别是在点火延迟和燃烧温度上的改进。这些发现有助于推动清洁能源汽车技术的发展，为提高CNG发动机的能源利用率和环保性能提供了新的思路。