In-cylinder thermochemical fuel reforming mechanism is a common scientific issue for engine combustion optimization. The combination of in-cylinder thermochemical fuel reforming mechanism and combustion process is the key scientific issue, which has the synergism or the interaction mechanism. Due to the enclosed space effects, the combustion process and fuel reforming reaction have transient characteristics, leading to the complicated mechanism and process for in-cylinder thermochemical fuel reforming. Combined with experiments, theories and numerical simulations, fundamental research of in-cylinder thermochemical fuel reforming mechanism and combustion optimization interaction effects will be carried out in this proposal. (1) Based on laminar flow reactor, advanced experimental test systems and measurement methods on low-medium temperature fuel oxidation and thermochemical fuel reforming will be constructed. (2) Based on in-cylinder sampling system, the numerical simulation of chemical kinetics will be conducted for different reference fuels; the detailed reaction mechanism will be reduced according to the fundamental experiment’s result. The model of in-cylinder thermochemical fuel reforming could be constructed. (3) The interaction of in-cylinder thermochemical fuel reforming and combustion optimization, as well as control strategies will be carried out. The research will enrich the theory of internal combustion engine and give a new method for development of high efficiency and clean engine.
缸内热化学燃料改质是发动机燃烧优化策略中普遍存在的科学问题,同时广泛存在缸内热化学燃料改质机理与燃烧耦合的协同作用。由于受到封闭燃烧空间的影响,缸内热化学燃料改质化学反应具有瞬变性,且与残余废气中的相关组分浓度和分布相互作用,这使得缸内热化学燃料改质反应过程与反应机理更为复杂。本项目拟采用实验和数值模拟方法并结合理论分析,开展缸内热化学燃料改质反应机理及与燃烧耦合控制的基础研究。(1)基于层流流动反应器,建立先进的中低温氧化和燃料改质基础实验测试系统及测量评价方法;(2)通过实时缸内采样技术,开展热化学燃料改质化学反应动力学数值模拟及参比燃料机理简化,构建基于热化学燃料改质反应的计算模型,完善发动机缸内热化学燃料改质反应机理;(3)探索缸内热化学燃料改质与燃烧耦合的优化控制方法,为内燃机燃烧优化提供新方法。
本项目拟采用实验和数值模拟方法并结合理论分析,开展缸内热化学燃料改质反应机理及与燃烧耦合控制的基础研究。缸内热化学燃料改质是发动机燃烧优化策略中普遍存在的科学问题,同时广泛存在缸内热化学燃料改质机理与燃烧耦合的协同作用。本项目提出缸内热化学燃料重整技术,试图实现H2与EGR的在线有机结合。由于受到封闭燃烧空间的影响,缸内热化学燃料改质化学反应具有瞬变性,且与残余废气中的相关组分浓度和分布相互作用,这使得缸内热化学燃料改质反应过程与反应机理更为复杂。进一步将天然气发动机与醇类重整相结合,提高了发动机的稳定性,降低了NOX排放。因此,探究天然气与醇类重整反应机制,通过实验建立高度可信的化学反应动力学模型,揭示醇类燃料参与下的天然气氧化重整过程。针对重整缸的稳定性和效率问题,采用液体燃料(甲醇、乙醇和正庚烷)加浓、增加压缩比以及重整缸点火正时的措施实现对重整缸的优化,并结合常规缸的点火正时实现了发动机的整机性能优化,最终实现了基于TFR的点燃式天然气发动机的稳定高效运行。
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数据更新时间:2023-05-31
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