工程科学与技术，国际期刊37（2023）101301多壁碳纳米管（MWCNT）添加剂在HCCI发动机中的应用阿欣·阿赫赫·SGazi大学技术学院，汽车工程系，土耳其安卡拉Teknikokullar阿提奇莱因福奥文章历史记录：2022年8月30日收到2022年10月12日修订2022年11月10日接受2022年11月18日网上发售保留字：HCCI乙醇纳米颗粒操作范围低温燃烧A B S T R A C T均质充量压燃（HCCI）燃烧方式具有较高的热效率，是未来内燃机的发展然而，HCCI发动机具有有限的稳定操作范围，这是一个主要缺点。纳米颗粒作为燃料添加剂的使用提供了内燃机的燃烧特性的改善。本研究的目的是扩大均质压燃发动机的工作范围为此目的，多壁碳纳米管（MWCNT）的HCCI发动机燃烧特性的影响多壁碳纳米管对发动机工作范围，燃烧参数，HC和CO排放的影响进行了测定。在75%正庚烷、25%乙醇和100ppm多壁碳纳米管混合物的情况下获得了最大操作范围。与75%正庚烷和25%乙醇的混合物相比，75%正庚烷、25%乙醇和100ppm MWCNT的混合物使发动机的工作范围增加了112%。此外，缸内压力，放热速率，指示热效率，和最大压力上升率增加与使用多壁碳纳米管添加剂。燃烧开始和50%的放热位置被转移到较早的曲柄角。燃烧持续时间缩短。HC和CO排放量也有所下降。©2022 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY许可证（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。1. 介绍能量转换机器的环境影响和有限的能源使得这些机器必须更加有效。在内燃机中，这一义务促使研究人员选择诸如稀燃和低温燃烧的替代燃烧模式。HCCI是一种要求苛刻的低温燃烧模式。HCCI燃烧模式首先由Onishi等人提出[1,2]《庄子》：“一也，二也。HCCI模式基于如在火花点火发动机中那样用均质空气-燃料混合物对发动机进行充气，并且随着由于压缩而引起的温度升高而开始燃烧。燃烧是同时进行的。HCCI燃烧模式具有效率高、碳烟少、氮氧化物排放低等突出优点。在HCCI操作期间，燃烧在低温下发生。由于低温燃烧，向气缸壁的热传递低于常规燃烧模式，因此热效率高于常规模式[3，4]。除此之外，达到更高压缩比的能力也提供了更高的热效率[5]。由于低温燃烧，NOx排放量显著降低此外，烟尘排放由于均匀燃烧，可忽略不计[6]。另一方面，HCCI模式具有一些显著的缺点，例如不能直接控制燃烧、在低负荷下失火、在高负荷下爆震、高循环变化、高碳氢化合物排放以及由于失火和爆震区域而导致的窄的稳定操作范围[7特别是由于稳定的操作范围限制，HCCI模式可以仅适用于合适的操作区域。因此，发动机可以基于操作点在适用的有利燃烧模式之间切换。其主要目的是通过采用不同的燃烧模式，在整个运行范围内提高效率和降低排放。对HCCI发动机的研究主要涉及通过使用不同的方法来提高效率、降低排放、控制燃烧和扩展稳定工作范围[7，8]。燃烧控制的研究主要集中在燃烧相位和负荷控制，以扩大发动机的稳定工作范围。然而，在HCCI模式下不可能直接控制燃烧。一些提高工作范围的策略可以[11]，[12]，[13]，[14]，[15]，[16]，[17]，[18]，[19]，[20]，[21]，[22]，[24]，[25]，[26]，[27]，[28]，[29]，另一方面，控制相关的研究集中在燃烧电子邮件地址：fasahin@gazi.edu.trhttps://doi.org/10.1016/j.jestch.2022.1013012215-0986/©2022 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestchF. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）1013012命名法ATDCBTDCCACOE25上止点后上止点前曲柄角一氧化碳75%正庚烷+25%乙醇混合物PPMRPMdQ=dh百万分率每分钟转数热释放率dQ壁=dh向气缸壁的E25 + 50CNT 75%正庚烷+25%乙醇+50ppm MWCNT混合物E25 + 100CNT 75%正庚烷+25%乙醇+100 ppm MWCNT混合物E25 + 150CNT 75%正庚烷+25%乙醇+150 ppm MWCNT混合物dh曲轴转角dP缸内压力变化dV缸内容积变化k比热比Tg[K]缸内气体温度Tw[K]气缸壁温度EVCEVOEGRHCHCCIIMEPIVCIVOMPRR排气门关闭排气门打开废气再循环碳氢化合物均质充量压燃指示平均有效压力进气门关闭进气门开启最大压力升高率hg[Wm-2 K-1]传热系数A[m2]瞬时气缸壁表面积w[ms-1]平均气体速度mf[kg]循环燃料消耗压力[kPa]气缸压力QL[kJkg燃料低热值V[m3]气缸容积W净[kJ]净功MWCNT多壁碳纳米管COVimep国际教育促进会X¯imep变异系数imep标准差imep平均值通过使用基于模型的控制策略和经验控制策略进行定相和负载控制[23，24]。醇类燃料由于其可再生和可持续的潜力以及清洁的燃烧特性而成为内燃机的有前途的能源。在压缩点火和火花点火的传统发动机中研究了各种各样的醇[25酒精专用发动机被制造并广泛使用[28用于低温燃烧模式的醇基燃料的使用对于研究人员来说也是相当有吸引力的，因为醇的高辛烷值提供了更好的燃烧相位控制，并且允许发动机在没有爆震的情况下运行。这种现象通常是随着发动机工作范围的扩大而产生的[31Gawale和Srini- vasulu研究了乙醇质量流量对双燃料模式下HCCI发动机的影响。结果发现，乙醇质量流量的增加，点火延迟增加，燃烧持续时间，缸内压力和温度以及NOx排放减少[34]。Calam等人比较了乙醇、甲醇、杂醇油、丁醇、异丙醇和石脑油在HCCI发动机中的燃烧、性能和废气排放特性。所有这些燃料均掺加体积分数为75%的正庚烷.有人提到，CA50变得可控与高辛烷值燃料。N25（25%石脑油-75%正庚烷）为HCCI发动机的最佳工况范围.据报道，E25（25%乙醇-75%正庚烷）更适合HCCI燃烧，因为它提供了最低的MPRR值[35]。Ghaoghani研究了使用天然气、乙醇和甲醇三种不同燃料的HCCI发动机的负荷极限。在进气温度大于430 K、当量比大于0.3的条件下，天然气然而，也有人表示，在低于430 K的温度下，乙醇提供了良好的发动机性能[36]。纳米颗粒在燃烧中起到催化剂的作用丰达-在精神上，它们改善了燃料的热物理属性，例如表面积与体积比、热导率、质量扩散率，并增强了燃烧性能，例如点火延迟、点火温度[37Sunil等人已经表明在压缩试验燃料中加入250ppm多壁碳纳米管以乳制品废弃物生物柴油混合物为燃料的点火发动机提供了热效率的改善此外，添加碳纳米管还可降低HC和CO排放[40]。Zhang等人比较了多壁碳纳米管和两种不同尺寸的氧化铈纳米粉末添加到柴油燃料中的效果。根据这项研究的结果，碳纳米管添加剂的气缸压力略有下降，相比其他测试燃料，因为在蒸发过程中的吸热与柴油相比，碳纳米管添加剂降低了CO、此外，碳纳米管添加剂的排放结果优于氧化铈基燃料添加剂，除了碳烟排放[41]。Praveen等人研究了添加多壁碳纳米管（MWCNT）的红厚壳生物柴油（CIB 20）在柴油机上的性能和排放。根据本研究结果，MWCNT添加剂改善了CIB 20燃料的性能和排放结果此外，CIB20MWCNT80燃料表现出与柴油燃料相似的性能和排放结果[42]。Solmaz等人分析了以添加MWCNT的生物柴油-柴油混合物为燃料的压燃式发动机的性能和排放。采用响应面法优化了多壁碳纳米管在生物柴油-柴油混合燃料中的最佳添加量，以提高发动机性能和降低排放。 经确定，添加到生物柴油-柴油混合物中的98 ppm MWCNT提供了最佳的发动机性能和废气排放[43]。研究了纳米银和纳米碳添加剂在生物柴油中对柴油发动机性能和排放研究结果表明，碳纳米管添加剂的最大缸内压力、最大压力上升速率、最大放热速率和平均功率均高于柴油和生物柴油添加剂。除此之外，点火延迟，制动比油耗，平均CO排放量优于其他燃料。另一方面，HC排放量高于其他燃料。氮氧化物排放量高于柴油[39]。本研究的动机是提高操作范围的通过使用MWCNT添加剂的HCCI发动机。文献综述表明，研究者们已经开始研究如何扩大HCCI发动机的工作范围，并提出了几种方法。 在这F. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）10130131通过对多壁碳纳米管添加剂的研究，提出了一种基于多壁碳纳米管添加剂的延长HCCI发动机工作范围的可行方案。多壁碳纳米管的使用是一种新的方法，在HCCI发动机中还没有研究过。研究了在E25试验燃料中添加不同量的MWCNT对单缸HCCI发动机工作范围的影响研究了碳纳米管添加量对缸内压力、放热率、燃烧始点（CA 10）、50%放热角（CA 50）、燃烧持续期的影响（CA 10-CA 90），在E25、E25 + 50CNT、E25 + 100CNT的不同λ比下，指示的热效率、最大压力上升速率和HC以及CO排放，和E25 + 150 CNT燃料。考察了多壁碳纳米管添加剂对发动机工作范围的影响。2. 实验装置2.1. 试验台和程序在Ricardo Hydra试验机上进行了试验。试验发动机的技术规格见表1。发动机转速、喷油时间、点火正时、进气温度可通过控制面板进行控制采用增量式光电编码器确定发动机上止点，触发数据采集卡采集气缸压力信号。增量编码器有三个输出，即A、B和Z。A和B输出每转产生1000个脉冲，具有定义的相位差。输出Z在一转中只产生一个脉冲输出Z同步到发动机的上止点。最初，发动机被设置为上止点，通过使用飞轮上的曲柄角度标记，然后编码器被同步，以产生Z信号。输出A连接到数据采集卡的触发输入气缸压力信号是用灵敏度为16.02 pC/bar的Kisher 6117 BFD 17型测量火花塞测量的传感器输出通过电荷放大器连接到NI-USB-6259型数据采集卡的模拟输入将数据采集卡连接到计算机，用于使用数据记录软件记录测量信号采用Bosch BEA550废气分析仪对尾气排放进行了测量。排放测量装置的技术特征见表2。根据喷油脉冲宽度计算燃油消耗量采用精密标定装置对每种试验燃料的喷油脉冲进行了标定表2BEA550废气分析仪技术规格书测量范围精度Lambda0.5-9.9990.001氧气（体积%）0–220.01CO（体积%）0–100.001NO（ppm vol）0–50001HC（ppm vol）0–99991二氧化碳（体积%）0–180.01从这一点开始逐步降低载荷至最小稳定工作极限在每个测试点记录50个连续发动机循环的气缸压力数据使用Kline和McClintock[44]提出的均方根法测定不饱和度。 测量设备的不确定度和准确度见表3。2.2. MWCNT和混合物制备产物纯度大于96%，比表面积为240m2/g.其直径在2 - 6 nm（内部）和4- 16 nm（外部）之间。它的总长度为15本研究中使用的MWCNT的质量标准见表4。通过混合75%正庚烷和25%乙醇体积（E25）以及50、100和150ppm碳纳米管添加剂来制备四种不同的测试燃料用于实验测试燃料命名为E25、E25 + 50 ppm MWCNT、E25 + 100 ppm MWCNT和E25 + 150 ppm MWCNT。使用超声波浴来共混MWCNT、乙醇和正庚烷燃料。将50、100和150ppm MWCNT与E25燃料在最大容量为6 L的均化器中混合60分钟。对于每种测试燃料，2小时内没有沉淀2.3. 燃烧分析在每个试验点记录50个连续发动机循环的气缸压力数据，并通过处理这些数据进行燃烧分析采用连续50个循环的缸内压力平均值计算了热释放速率根据热力学第一定律通过使用等式（1）计算。（一）.平衡和线性喷射特性曲线，取决于dQk dV1dPdQ墙注射持续时间。实验示意图心理设置见图1。dh¼k-1Pdhk- 1Vdhdh1在实验之前，发动机油温被加热至60 °C。在所有测试期间，进气温度设定为60 °C。通过启动发动机转速进行实验传热到气缸壁，这是最后一项，当量根据牛顿冷却定律（Eq. （2））。从800 rpm开始，并且对于所有测试燃料，速度增加到测试发动机发动机负荷通过改变dQ墙dh¼6 nh g A.Tg-Tw2喷射的燃料量最初，发动机转速被设定为一定值，相关试验的发动机负荷上限通过增加燃料量直到爆震发生来定义。发动机表1试验发动机的技术规格。型号Ricardo Hydra气缸数孔径×行程[mm] 80.26 ×88.9最大功率[kW] 15@4500 rpm压缩比5：1燃油系统端口类型最大转速[rpm] 5400气门正时[°]IVO/EVC 12°BTDC在计算传热系数时，广泛采用的是与缸内气体速度、压力和温度有关的Woschni方程。由于Woschni在这项研究中，使用了Hohenberg的传热系数方程（Eq. （3））。hg¼130V-0：06p0：8T-g0：4w0：83热效率、净功和COVimep通过方程计算（4），Eq. （5）Eq.（6）.W网IVC/EVO 56°ATDC气门升程[mm] 5.5/3.5（进/排气）gth¼m_f×QLð4ÞF. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）1013014Fig. 1. 实验装置。表3测量设备的不确定性和准确性不确定度[%]精度试验燃料[g]0.22 ±0.22±0.001 [g]发动机转速[rpm]±1±1 [%]扭矩[Nm]24小时±0.20 [%]缸内压力[bar]±1.63±0.5 [bar]指示热效率[%]±2.32–IMEP [巴]±1.75–COVimep [%]±1.94–CA 10 [CA]±1.25–CA 50 [CA]±1.25–表4MWCNT的技术规格制造商Nanografi，Turkiye体积/真密度[gcm-3] 2.4表面积[m2 g-1] 240纯度[%]>96元素分析[%] 98.86 C0.43 Fe0.5镍0.09氯0.12秒外观（形态）粉末形状长链中空管导热系数[Wm-1 K-1] 2859颜色黑色量逐渐下降到失火极限。考虑到先前的研究，选择爆震限值为MPRR的10 bar/CA，选择失火限值为COVimep的10 bar/CA [46]。对于E25 + 100CNT和E25 + 150CNT燃料，速度范围在800 rpm和2000 rpm之间。E25燃料的λ 范围在1.3和2.4之间。对于E25 +50CNT试验燃料，λ的上限增加到3.3，而下限保持不变。对于燃料E25 + 100CNT和E25 + 150CNT，由于爆震倾向增加，λ的下限相应地移动到1.4和1.5，而爆震区域随MWCNT添加剂的量的增加可以在图2中看到。从图中也可以清楚地看到。 2的操作范围增加了与MWCNT添加剂，而有少量的增加，在爆震区。另一方面，增加了工作区域，特别是在失火区域。众所周知，失火是由气缸内的低气体温度和低导热系数引起的，这是HCCI发动机的一个具有挑战性的问题由于高比表面积提高了混合气的热物理特性，增加了空气与燃料分子的接触，使燃烧更好，除此之外，由于MWCNT的高导热性和辐射传热，MWCNT的高导热性促进了燃烧中的传热和传质[47]。图三. 在单个合并图形上显示工作范围。操作范围的变化通过计算总W净¼ZPdVð5Þ阴影区域的面积根据该计算，与E25燃油相比，E25 + 50CNT、E25+ 100CNT和E25 + 150CNT燃油的运行范围增加百分比分别为56、112和107 cor。盖IMEP¼国际教育促进会X- × 100ð6Þ响应。与E25 + 150CNT燃料相比，E25 + 100CNT提供了稍好的工作范围。从发动机转速和λ比的角度来看，工作区域的改进见图10。3.第三章。另一方面，爆震区域的增加取决于3. 测试结果图2示出了E25、E25 + 50CNT、E25 + 100CNT和E25 + 150CNT燃料的操作范围。对于E25和E25 + 50CNT燃料，发动机速度在800rpm和1800 rpm的范围内。图2上的数据是在一定的发动机转速下通过改变λ记录的。为此目的，燃料量增加到发动机的爆震区域，然后，对MWCNT添加剂量的影响可以在图中看到。3.第三章。图4给出了在1000 rpm发动机转速和不同λ比下试验燃料的缸内压力曲线和放热率曲线。由HCCI燃烧引起的早期散热阶段和主散热阶段可在热释放速率曲线中可以清楚地看到。增加所有试验燃料的λ比会延迟燃烧和压力。F. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）1013015图二、E25、E25 + 50CNT、E25 + 100CNT和E25 + 150CNT燃料的工作范围图三. 试验燃料的工作范围区域限制轮廓。因为燃烧而上升E25燃料的λ范围在1.6和2.3。图图4.e示出了对于E25、E25 + 50CNT、E25 + 100CNT和E25+ 150CNT燃料在1000 rpm发动机速度和1.8的λ比下的缸内压力和放热率根据这些曲线，燃烧开始与MWCNT添加剂的量成比例地向更早的方向移动除此之外，峰值压力值随着MWCNT添加量的增加而增加另一方面，根据缸内压力曲线，E25 + 50CNT，E25 + 100CNT和E25 + 150CNT燃料在λ比低于2.3时引起轻微爆震。热释放率随着λ比的增加而降低，这是由于驱动到气缸中的能量减少。此外，增加λ比导致燃烧延迟。据认为，转移对于E25 + 50 CNT、E25 + 100CNT和E25%150CNT燃料，由于MCNT添加剂引起的空气-燃料混合物的热导率增加，导致燃烧到较早的曲柄角和峰值压力值的增加。在1000 rpm发动机转速下，对于1.3 λ比，使用E25 + 50CNT燃料获得最大缸内压力值。尽管该压力值在1000 rpm测试中是最高的，但由于低λ比，它也会产生爆震引起的压力波动。与燃烧速度相关的最大压力上升率（MPRR）见图5。对于内燃机来说 非 常 严 重 的 极 端 爆 震 由 MPRR 定 义 。 在 许 多 研 究 中 ， 超 过 10bar/CAD的MPRR被接受为爆震极限[31，32，46]。MWCNT作为添加剂的使用增加了最大压力上升速率。与E25燃料相比，E25 + 50CNT、E25+100CNT和E25 +这种情况可以用MWCNT添加剂对贫限制的扩展来解释。另一方面，用E25 + 50CNT、E25 + 50CNT、E25 + 50CNT和E25 + 50CNT获得的MPRR值分别为：+100 CNT，E25 +150CNT燃料在低λ比下超过E25燃料的值。这是由于爆震趋势增加。多壁碳纳米管添加剂引起燃烧速度的增加，因此对于较低的λ比，爆震倾向不可避免地增加。在发动机转速为1000 rpm时 ， 试 验 燃 料 的 燃 烧 开 始 曲 线 见图1。 六、燃烧开始值为F. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）1013016见图4。试验燃料的缸内压力变化和放热率。图五. 试验燃料的最大压力上升率见图6。 试验燃料的燃烧曲线开始。F. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）1013017--通过测定CA 10获得。燃烧开始转移到早期曲柄角度取决于MWCNT添加量。为了在2.0 λ值下进行比较，燃烧开始角被确定为2.5，1.75,5.3和6.9 E25的度数，E25 + 50 CNT、E25 + 100 CNT和E25 +150 CNT试验燃料。除此之外，对于不同的λ值，燃烧开始显示出相同的变化。HCCI燃烧是由燃料的化学动力学控制的，并且它与燃料的燃烧特性密切相关。气缸气体温度、区域传热系数和燃料的导热性。燃烧开始曲线的变化表明，MWCNT添加剂导致预燃烧反应在相对较低的温度下开始。这种现象表明，MWCNT的较高表面积和高热导率增强了化学动力学以开始燃烧并加速燃烧，如图6和图7所示。7.第一次会议。图 7.a 显示了试验燃料的 CA50 与λ 的关系。根据该图，增加MWCNT添加剂的量引起快速燃烧阶段。CA 50是热效率的严格指标对于具有低λ比的混合物，由于快速燃烧速率，CA 50阶段在TDC之前完成此外，通过使用MWCNT添加剂，发动机可以在更稀的混合物下运行。由于混合物变稀而导致的CA 50速率的降低所有试验燃料的指示热效率的变化可从图7.b中检查。 E25、E25 + 50CNT、E25+ 100CNT和E25 + 150CNT试验燃料的最佳指示热效率分别确定为40.8%、41.9%、44.5%和42.3%对于每种测试燃料，在不同的λ比下达到最大指示热效率 图图7.b清楚地显示了在所有测试燃料中，考虑到所指示的热效率，最有利的燃料混合物是E25 + 100CNT。图8示出了从气缸气体到气缸壁的累积热传递。计算了不同试验燃料在相同发动机工况下的热损失。冷却剂热损失是影响热效率的重要参数，它严格取决于局部换热系数和缸内气体与缸壁温差。可以说多壁碳纳米管的添加增加了向气缸壁的传热。总热损失几乎增加与E25试验燃料相比，使用E25 + 150CNT时降低15%。这是由于使用MWCNT时缸内气体温度的增加。温差的增加导致热损失的增加。然而，尽管热损失增加，热效率似乎是在一个更好的条件下，从图。 7. b. 真正的-图8.第八条。向汽缸壁的累积传热因此，当不使用MWCNT时，燃烧效率降低，这从CO和HC排放中可以清楚地看出 在相同的条件下，它将在图中看到。 10和图 11.在使用MWCNT时，HC和CO排放量减少。然而，为了使热传递最小化并在使用MWCNT时获得最大热效率，进行优化并通过考虑其他性能和燃烧参数来确定最佳MWCNT比率将是有益的图9示出了在1000 rpm发动机速度下测试燃料的燃烧持续时间。通过从CA90中减去CA10来确定燃烧持续时间燃烧持续时间随着MWCNT添加剂的量的增加而减少，对于类似的λ比。另一方面，燃烧持续时间延长取决于稀混合气燃烧较慢对于λ比为1.5，使用E25 +150CNT 获 得 最 小 的 燃 烧 持 续 时 间 ， 而 对 于 λ 比 为 3.3 ， 使 用E25+50CNT燃料据认为，与MWCNT添加剂的燃烧持续时间的减少是由于改善的混合物的导热性。图10示出了HC排放的变化。对于所有λ值，随着MWCNT添加剂量的增加，HC排放量减少。取决于在较高λ比下的低气体温度，HC排放倾向于增加。较高的λ值表明气缸中的喷射燃料质量减少。这导致气缸气体温度降低，见图7。试验燃料的CA50和指示热效率的变化。F. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）1013018见图9。 燃烧持续时间的变化。见图10。不同λ比下试验燃料的HC排放。见图11。不同λ比下试验燃料的CO排放。对于HCCI发动机来说，这种HC排放增加。另一方面，对于较低的λ率，由于爆震和气缸中的富燃区，HC排放增加。在3.2 λ比下用E25 +150MWCNT燃料获得最低值试验燃料的一氧化碳排放量见图1。 十一岁CO排放基于燃烧期间由于HCCI燃烧的低温而导致的不充分氧化。低温燃烧导致高CO排放。根据图11，其在1000 rpm发动机速度和不同的λ比下获得，将λ比增加到限定值导致CO排放减少。然而，λ的进一步增加恶化CO排放，由于缸内温度急剧下降。此外，CO排放高，在近爆震区取决于相对丰富的混合物。对于E25 + 150CNT燃料，在3.1 λ处获得最小CO值。含有MWCNT添加剂的测试燃料提供与MWCNT量成比例的较低CO排放，如从图1A可见。 十一岁据认为，与多壁碳纳米管添加剂的CO排放的改善是由于增加的热导率。4. 结论本研究的目的是确定多壁碳纳米管添加剂的使用对性能的影响，排放，HCCI发动机燃用E25和工作范围。在一台水冷单缸HCCI发动机上进行了试验。总结了多壁碳纳米管添加剂对操作范围的影响。此外，还研究了E25、E25 + 50CNT、E25 + 100CNT 和E25 +150CNT试验的缸内压力、放热率、最大压力上升率、燃烧开始角、CA50角、指示热效率、燃烧持续时间、HC排放和CO排放燃料.使用E25 + 100CNT燃料可获得最佳工作范围。E25 + 150CNT燃料提供了略低的工作范围。E25 + 100CNT试验燃料的工作范围比E25试验燃料增加了112%。这一结果表明，多壁碳纳米管添加剂提供了一个有效的解决方案，以扩大工作范围。另一方面，多壁碳纳米管添加剂增加了HCCI发动机的爆震倾向，特别是对于较低的λ比。最大缸内压力值是用E25 + 50CNT燃料测量的而在1.5 λ下用E25 + 100CNT燃料获得最大热释放速率。MWCNT添加量增加MPRR。最大MPRR是获得与E25 + 150CNT在1.5 λ下获得最低值，而E25 + 100CNT在3.5 λ下获得最低值。随着MWCNT量的增加，燃烧开始向更早的曲柄角度偏移。燃烧的最早开始是用E25 + 150CNT以1.5 λ比获得的，而最晚的值是用E25 +50CNT燃料以3.3 λ比获得的。CA50值也移动到较早的曲柄角度。对于E25 + 50CNT试验燃料，最小值为3 ° BTDC，最大值为15 °ATDC。指示的热效率结果表明，MWCNT添加剂提供了显着的改善。E25 +100CNT在2.9 λ比下获得指示热效率的最佳值。多壁碳纳米管添加剂的使用缩短了燃烧持续时间。E25 + 150CNT燃料的最短燃烧持续时间为20.5 °CA在1.5 λ时，获得的最长持续时间为28.2 °CA，E25 + 50CNT，λ比为3.3。HC排放结果表明，MWCNT添加剂提供了显着的改善。在3.1 λ比下，使用E25 + 150CNT燃料获得最小HC排放值。此外，碳纳米管添加剂还改善了CO排放。在3.1 λ比下，使用E25 + 150CNT燃料获得最低的CO排放值。当根据本研究的主要目标对结果进行评估时，MWCNT添加剂在操作范围、指示热效率和排放方面提供了显著的改进因此，可以说，HCCI燃烧F. S，Ahin工程科学与技术，国际期刊37（2023）1013019与基础燃料相比，可以在宽的操作范围内用MWCNT添加剂调节诸如燃烧开始、最大压力上升速率和燃烧持续时间的参数。研究结果对于拓宽HCCI发动机的工作范围和控制燃烧相位具有重要意义。此外，该方法还可推广到其它低温燃烧模式.竞争利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。引用[1] S.大西，S.H.乔，K。Shoda，P.D.乔，S。王文，热气氛燃烧技术，中国内燃机工程学会，1998。[2] M. Noguchi，Y.田中T.田中角，澳-地林明，汽油机燃烧特性之研究，国立成功大学机械工程研究所硕士论文，国立成功大学机械工程研究所硕士论文。[3] S.K.维尔马，S。Gaur，T. Akram，K.陈晓，等.不同燃料下HCCI发动机的 性能分析.北京：机械工业出版社. 今天：Proc. 47（2021）6030-6034。[4] H. Solmaz，A. Calam，S. Hali_s，D. I_novel，E. Yilmaz，《调查进气歧管压力对HCCI发动机性能和燃烧特性影响，J. 面Eng. 架构加齐大学 37（4）（2022）1735-1749。[5] M. Nishi，M. Kanehara，N.林文生，发动机燃烧特性与发动机转速的关系，北京：机械工程出版社，2000。Eng.99（2016）42-60.[6] M.M. Hasan，M.M. Rahman，均质充量压缩点火燃烧：优于压缩点火燃烧的优势，挑战和解决方案，可再生可持续能源Rev.57（2016）282-291。[7] S. 塞莱比角 哈哈，我很高兴，A。Uyumaz，S. Halis，A. Calam，H. Solmaz，E. Yılmaz，以石脑油为燃料的HCCI发动机的工作范围、燃烧、性能和排放，燃料283（2021）118828。[8] A. 乌尤马 兹湾 Aydoganganan ，A.Calam， F. Aksoy，E. Yılmaz， 二 异 丙 醚对HCCI发动机燃烧、性能、排放和运行范围的影响，燃料265（2020）116919。[9] S. Polat，H. Solmaz，A. Calam，E. 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