缸内直喷低热值气体掺氢燃料发动机的混合气形成与燃烧规律研究

本项目采用数值模拟、理论分析和发动机台架实验相结合的方法开展缸内直喷低热值气体燃料的基础研究。研究喷射压力、喷孔几何参数、喷射持续时间和燃烧室形状对燃气射流形状及其反射特征、燃气与空气的混合过程及燃气分层状态的影响；建立缸内直喷低热值气体发动机着火模型和燃烧模型，研究喷孔几何参数、燃烧室形状、压缩比、空气运动等对着火和燃烧过程的影响；通过试验研究喷射压力、喷射定时、喷射规律和点火定时对滞燃期和缸内压力升高率等燃烧特征量和发动机热效率以及排放性能的影响，研究混合气体燃料的非甲烷组分与燃烧污染物排放量之间的依存度关系；研究不同当量比稀混合气体燃料的燃烧循环变动和排放特性，研究喷射规律、点火能量和火花塞间隙等对燃烧循环变动和排放的影响；研究缸内直喷低热值气体燃料掺氢燃烧特性。本研究对丰富和深化内燃机理论具有重要的理论意义和学术价值，将为缸内直喷低热值混合气体燃料发动机性能完善和优化提供理论依据。

本项目采用数值模拟、理论分析和发动机台架实验相结合的方法开展缸内直喷低热值气体燃料的基础研究。研究了喷射压力、喷孔几何参数和喷射持续时间对燃气射流形状及其反射特征、燃气与空气的混合过程及燃气分层状态的影响；建立缸内直喷低热值气体发动机混合气形成和燃烧仿真模型，研究了缸内直喷低热值气体发动机的缸内气体流动特性，研究了燃料喷射过程产生的湍流场特性，研究了喷射定时和喷射角度对甲烷浓度场的影响，研究了缸内直喷低热值气体发动机的稀燃燃烧特性。通过试验研究了喷射压力、喷射定时、点火定时已及过量空气系数对滞燃期和缸内压力升高率等燃烧特征量和发动机热效率以及排放性能的影响，研究缸内直喷低热值气体燃料发动机掺氢燃烧特性。本研究获得了大量试验研究以及仿真研究结论，对丰富和深化内燃机理论具有重要的理论意义和学术价值，将为缸内直喷低热值混合气体燃料发动机性能完善和优化提供理论依据。