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1、,学 海 无 涯 For personal use only in study and research; not for commercial use,二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究,摘要,均质充量压缩着火（HCCI）燃烧，作为一种能有效实现高效低污染的燃烧方式，能够 使发动机同时保持较高的燃油经济性和动力性能，而且能有效降低发动机的 NOx 和碳烟排 放。此外HCCI 燃烧的一个显著特点是燃料的着火时刻和燃烧过程主要受化学动力学控制， 基于这个特点，发动机结构参数和工况的改变将显著地影响着 HCCI 发动机的着火和燃烧过 程。本文以新型发动机代用燃料二甲醚（DME）为例，对 HCC
2、I 发动机燃用DME 的着火和 燃烧过程进行了研究。研究采用由美国 Lawrence Livermore 国家实验室提出的 DME 详细化 学动力学反应机理及其开发的 HCT 化学动力学程序，且 DME 的详细氧化机理包括 399 个基 元反应，涉及 79 个组分。为考虑壁面传热的影响，在 HCT 程序中增加了壁面传热子模型。 采用该方法研究了压缩比、燃空当量比、进气充量加热、发动机转速、EGR 和燃料添加剂 等因素对 HCCI 着火和燃烧的影响。结果表明，DME 的 HCCI 燃烧过程有明显的低温反应 放热和高温反应放热两阶段；增大压缩比、燃空当量比、提高进气充量温度、添加 H2O2、 H2
3、、CO 使着火提前；提高发动机转速、采用冷却EGR、添加 CH4、CH3OH 使着火滞后。,关键词：均质充量压缩着火，化学动力学，数值模拟，二甲醚，EGR,四号黑体,摘要正文 五 号 宋 体，首行 缩进二个 字，单倍 行 距 。 300-500 字。,小四号黑体,五号宋体，逗号分开， 最后一个关键字后面 无标点符号。,空一行,中文题目，三号黑体居中， 上下各空一行。,空一行,毕业设计（论 文）题目，黑 体小五号字。,学 海 无 涯,NUMERICAL SIMULATION OF HOMOGENEOUS CHARGE COMPRESSION IGNITION COMBUSTION FUELED
4、WITH DIMETHYL ETHER,ABSTRACT,HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition) combustion has advantages in terms of efficiency and reduced emission. HCCI combustion can not only ensure both the high economic and dynamic quality of the engine, but also efficiently reduce the NOx and smoke emission. More
5、over, one of the remarkable characteristics of HCCI combustion is that the ignition and combustion process are controlled by the chemical kinetics, so the HCCI ignition time can vary significantly with the changes of engine configuration parameters and operating conditions. In this work numerical sc
6、heme for the ignition and combustion process of DME homogeneous charge compression ignition is studied. The detailed reaction mechanism of DME proposed by American Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) and the HCT chemical kinetics code developed by LLNL are used to investigate the ignition
7、and combustion processes of an HCCI engine fueled with DME. The new kinetic mechanism for DME consists of 79 species and 399 reactions. To consider the effect of wall heat transfer, a wall heat transfer model is added into the HCT code. By this method, the effects of the compression ratio, the fuel-
8、air equivalence ratio, the intake charge heating, the engine speed, EGR and fuel additive on the HCCI ignition and combustion are studied. The results show that the HCCI combustion fueled with DME consists of a low temperature reaction heat release period and a high temperature reaction heat release
9、 period. It is also founded that increasing the compression ration, the equivalence ratio, the intake charge temperature and the content of H2O2, H2 or CO cause advanced ignition timing. Increasing the engine speed, adoption of cold EGR and the content of CH4 or CH3OH will delay the ignition timing.
10、,Key words: HCCI, chemical kinetics, numerical simulation, DME, EGR,英文题目， 三号 Times New Roman 居中加黑，一律用大写字 母，上下各空一行。,四 号 Times New Roman 居中加黑,五号 Times New Roman, 首行缩进两 格， 单倍行 距。,空一行,小四号 Times New Roman 加黑, Key words 之间加一空格 。,五号 Times New Roman，各关 键词之间逗号分开，逗号后加 一空格。,学 海 无 涯,目 录,第一章 绪论-1 1.1 HCCI的数值模拟研究
11、现状-1 1.1.1 HCCI 数值模拟模型-1 - 1.4 本章小结-1 第二章 DME 均质充量压燃着火的数值模拟方法-2 2.1 二级标题-2 2.1.1 三级标题-2 - - 第五章 结论-4 参考文献-5 谢辞-6,三号黑体居中，上 下各空一行。,五号宋体,单倍行距,学 海 无 涯,第一章 绪论,随着汽车工业的发展和汽车保有量的增加,汽车在大量消耗石油燃料的同时,尾气排出 的有害气体还严重地污染了人们赖以生存的大气环境,实现能源与环境长期可持续发展是摆 在汽车和内燃机工作者面前的重大课题。环保和能源是发动机工业需要解决的两个主要问 题。目前，随着人们对环境污染重视程度的日益提高，各国
12、越来越重视环境保护，现在已制,物的增加。由于柴油机总体上富氧燃烧, NOx 的催化处理技术尚未成熟。汽油机和柴油机 的燃烧方式都不能解决碳烟和氮氧化物生成的trade-off 关系,因而很难在这两种燃烧模式下 通过改进燃烧来同时大量降低碳烟和氮氧化物的生成。,1.1 HCCI 的数值模拟研究现状 HCCI 发动机的着火与燃烧过程与传统的火花塞点火式和压燃式发动机有着本质的区,1.1.1 HCCI 数值模拟模型 目前HCCI数值模拟研究主要集中在单区、多区和多维模型上2。本节将从这三方面分 别予以介绍： (1）单区模型 (2) 双区和多区模型 (3) 多维模型 ,一级标题三号黑体居中，上下各 空一行。,定了将NOx和PM视为大气污染源的强化法规，如美国加州在1998年生效的一项超低排放汽 车法规规定汽车的NOx+HC排放2.5g/bph-hr, PM排放0.05g/bph-hr。为满足严格的排放要 求，研究人员在各个相关领域进行了大量的研究工作，改进发动机的燃烧系统作为一个重要 解决途径，也取得了一定进展1。 传统汽油机均质混合气,尾气排放污染物主要包括氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、一 氧化碳
