文 献 综 述

地球的资源并不是取之不尽用之不竭的，随着人类社会的高速发展，资源正在加速消耗。石油作为内燃机的主要燃料来源，从 1990 年开始，就出现了危机的端倪，在此之前人类都是一味开采，而并不去关注能源的未来。目前所谓的能源危机，只能说是化石能源存在危机，化石能源是指石油、天然气和煤。地球花了 46 亿年时间为我们积累的煤，石油和天然气，我们只用了几百年，就差不多开采殆尽。据估计，世界化石能源可维持的年数是：石油 46 年，天然气 65 年，煤 169 年。由于对石油资源的巨大需求，原油开始短缺，加之市场、政治等多因素的影响，近年来国际原油的价格快速上涨，国内成品油价格也水涨船高，给国民经济，特别是民生带来很大的负面影响。对于原油消耗的大户，车用发动机来说，提高燃油的利用率，最大限度的减少燃油消耗成为科研人员亟待解决的任务。

为了研究乙醇HCCI 发动机燃烧过程，吉林大学尚海军等人利用美国 Lawrence Livernore 国家实验室公布的乙醇燃烧复杂化学动力学机理和热力学数据，建立了乙醇 HCCI 燃烧模型。在燃烧过程中乙醇是通过分解和脱氢两条途径消耗的，其燃烧是由57种组分参与、383 个基元反应组成的复杂反应过程。本文采用了能够自动调节步长的 Gear 算法求解复杂化学反应动力学问题，在计算速度和计算精度上得到了很好的效果。

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为了研究内部率对柴油机高负荷拓展因素的影响，王英豪以某型柴油机为例，建立柴油燃烧仿真平台，釆用计算流体力学（方法首先进行一维整机模型计算，将计算结果作为三维缸内工作过程计算的初始条件和边界条件，进行缸内工作过程计算，通过将三维缸内工作过程计算的结果与传统柴油机燃烧过程的结果中各个内流场参数的对比，表明实现了柴油机燃烧过程。然后通过调整内部EGR率，对柴油机三维缸内工作过程的燃烧进行了仿真计算。计算结果表明：随着内部率的增大，缸内燃烧温度降低；当量比逐渐降低，缸内混合气分布逐渐稀薄；燃烧始点提前，放热提前；燃烧持续期出现先缩短后延长的趋势；缸内最大压力升高率降低；柴油机平均指示压力先增大后降低，能够达到的最大平均指示压力为0.573MPa，而一般自然吸气情况下发动机能实现的最高为0.5MPa，相比之下提高了大约14.2%。[2]

刘家利应用CHEMKIN软件对乙醇氧化燃烧的化学动力学过程进行了理论研究,模拟了乙醇燃料HCCI发动机的燃烧过程,并创新性的提出了在线燃料改质的概念,并成功实现与燃烧模型HCCI的耦合。研究中使用的乙醇氧化化学动力学机理是在美国Lawrance Livermore即国家实验室公布的数据基础上改进而得到的。修改后的乙醇氧化化学动力学机理添加了扩充的Zeldovich机理用于排放NO_X的预测,并融合了氢气、甲烷氧化反应的简化机理使得模拟条件贴近实际情况。[3]

合肥工业大学朱素伟就燃料在均质压燃条件下放热特点的不同，用两种方法拓展HCCI负荷范围，并对其进行了模拟计算。[4]

钟绍华等人用两种主要参考燃料正庚烷和异辛烷作为模型的燃料组分模拟了汽油和柴油这两种复杂燃料的 HCCI 反应机理，预测了汽油和柴油混合燃料 HCCI 的自燃定时，并利用详细化学反应动力学模型对氢和天然气均质压燃的反应机理进行了数值模拟。建立了一个九区 HCCI 燃烧模型，并验证了模型的正确性。将这个燃烧模型嵌入到发动机 1-D 循环模拟软件中实现了对HCCI发动机全工作过程的模拟。[5]

董光宇等人通过对不同边界条件下的乙醇 HCCI 燃烧过程的试验研究，了解了边界条件对燃烧过程中的缸内压力、压力升高率、放热率以及燃烧持续期等燃烧特性的影响规律。边界条件对乙醇 HCCI 燃烧着火范围的影响因素研究，则主要包括乙醇 HCCI 燃烧的着火临界压力－温度之间关系的研究；以及着火的临界浓度与着火临界温度、压力之间的依赖关系。通过这两个部分的研究，论述了边界条件对乙醇 HCCI 燃烧及着火规律的影响，同时也为今后在该燃烧弹上的研究工作提供了一套较为完整的试验和分析方案。 [6]

张开强等人通过提高发动机压缩比的办法拓展了汽油机 HCCI 负荷范围，并考察了压缩比对汽油 HCCI 发动机燃烧与排放特性的影响。在此基础上，进一步研究了进气温度、冷却液、EGR 率、进气压力等因素对负荷拓展后汽油 HCCI 发动机燃烧与排放的影响，寻找控制改进 HCCI 燃烧的方法。随后，将汽油 HCCI发动机与串联式混合动力系统结合，搭建一个全新的汽油 HCCI 发动机混合动力台架，试验分析其经济性，研究探索更加高效清洁的动力模式。[7]