由于微小型裝置及系統(tǒng)在各領(lǐng)域內(nèi)的不斷涌現(xiàn),基于碳氫燃料的微動力系統(tǒng)逐漸成為國內(nèi)外科研機構(gòu)及學者的重點研究對象。微型HCCI自由活塞動力裝置體積和重量都很小,所用燃料能量密度高,并且可以長時間持續(xù)供應(yīng)能量,但受燃燒室微小尺度的影響,面容比驟增導(dǎo)致散熱損失嚴重,難以在寬泛的初始工況下獲得持續(xù)穩(wěn)定的燃燒。為解決此問題,本文采用可視化試驗與Fluent數(shù)值計算兩種方式,從預(yù)熱、碳氫燃料中摻混氫氣、高溫EGR以及催化作用四種技術(shù)方案入手,探索了拓展微型HCCI自由活塞發(fā)動機穩(wěn)定燃燒界限的有效方法。以優(yōu)化HCCI燃燒及拓展其穩(wěn)定燃燒界限為目的,本文搭建了帶有水浴加熱系統(tǒng)的微自由活塞發(fā)動機燃燒可視化試驗臺架,使用高速數(shù)碼相機拍攝混合氣壓縮燃燒過程,并在燃燒室底部連接高頻壓力及溫度傳感器獲取燃燒過程中均質(zhì)混合燃料的壓力和溫度變化趨勢。在此試驗臺基礎(chǔ)上,獲得了三種典型工況下的壓縮燃燒過程圖像,并試驗證實了燃燒過程預(yù)熱可有效拓展微動力裝置穩(wěn)定燃燒界限,但預(yù)熱溫度過高會降低微動力裝置動力輸出性能。此外,本文還建立了用于微燃燒室內(nèi)HCCI燃燒的穩(wěn)定界限拓展的動網(wǎng)格模型,并耦合了活塞往復(fù)運動規(guī)律和碳氫燃料化學反...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

本文編號：3878785