第5期（总第238期） 2018年10月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
孙景震”3，姚实聪”，宫宝利”，彭幼华”，崔连波”，彭乐高”，宫长明
No 5(Serial No 238)
Oct2018
(1重庆长安新能源汽车有限公司，重庆401120;2.中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆401122； 3吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春130025：4东风日产技术中心，广东广州510640：
5大连民族大学机电工程学院，辽宁大连116600）
摘要：基于一款经柴油机改装的缸内直喷点燃式甲醇发动机，使用三维流体动力学模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理，研究了不同燃空当量比对缸内混合气浓度分布、燃烧特性及未燃甲醇和甲醛排放的影响。结果表明：当燃空当量比增加时，缸内最高燃烧温度、最高燃烧压力及放热率峰值均显著升高，甲醛和未燃甲醇排放均得到改善；当燃空当量比从033增加到067时，最高燃烧压力、燃烧温度和放热率峰值分别增加65%，72%及 51%；燃空比超过04时，未燃甲醇及甲醛排放急剧减小，且主要集中在气缸壁附近。
关键词：缸内直喷；甲醇发动机；燃空当量比；燃烧过程排非法规排放 DOI:10 3969 /j issn .1001-2222 2018 05 008
文章编号：1001-2222(2018)05-0043-06
中图分类号：TK464
文献标志码：B
2016年国家环保局联合各个机动车质量监督检验中心及各大车企法规部拟定了堪称史上最严法规的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段)》。该法规不仅加严了相应排放物的限值，增加了排放颗粒物数量的要求，测试循环也更加贴近目前汽车在道路上所面临的复杂多变的工况：而目增加了实际行驶污染物排放（RDE)的排放测量，同时加大了对加油过程污染物的控制要求。根据公安部交管局统计，2017年以来，我国汽车的保有量已经超过 2亿辆。目前我国的汽车占比中传统内燃机汽车为主要部分，对燃油的需求量极大。雪上加霜的是， 2017年国际油价逐步上涨，我国汽车的转型已经迫在眉睫。在环保及节能的巨大压力下，寻找一种新型可替代燃料已成为目前更为可取的出路
甲醇燃料来源广泛，可由煤、天然气、生物合成等途径获取门，与汽油、柴油相比，有着运输方便、能量密度高等优势，而且甲醇是一种含氧燃料，在点燃式发动机上燃烧时可生成较低的CO，HC,NO：，炭烟等常规排放物。然而由于甲醇所具有的物理化学性质，其燃烧后容易生成未燃电醇及甲醛等非常规排放物。其中甲醛对人体的伤害非常大，已经被欧洲、美国、日本等发达国家和地区列为重点污害排
收稿日期：2018-04-21；修回日期：2018-06-24
放物。另外，甲醇相比汽油，汽化潜热大，是汽油的3借左右，这有利于降低缸内温度和提高进气效率，但是也造成了冷起动困难等问题。大连民族大学的宫长明教授针对甲醇发动机的冷起动问题，研究了3种不同预热方式对冷起动着火特性的影响及 DISI分层稀薄燃烧、喷嘴开启压力、点火时刻对用醇发动机燃烧及排放的影响[4-5]。国外学者对甲醇在缸内直喷发动机上稀薄燃烧下的混合气分层作出广大量研究，大部分研究结果表明，未燃甲醇及申醛排放是点燃式缸内直喷甲醇发动机的主要间题[6-8] 目前国内外学者针对甲醇发动机主要研究了甲醇及不同甲醇掺混比例的甲醇汽油在点燃式发动机上的燃烧及常规排放物[9-10].很少有学者关注未燃甲醇及甲醛等非法规排放物的排放特性。
受技术条件限制，目前对甲醇发动机尾气中未燃甲醇及甲醛检测较为困难门因此很难在试验中对甲醇发动机未燃甲醇及甲醛生成机理进行系统研究。基于甲醇发动机冷起动困难及非法规排放高日题，本研究运用AVL-Fire软件耦合甲醇氧化反应机理，研究不同燃空当量比（Φ)对甲醇发动机燃烧及非法规排放物的影响。
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51676029，51176063）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（DC201502010203，DCPY2016090）
作者简介：孙景震（1989—），男，工程师，硕士，主要研究方向为发动机燃烧及排放控制;sunjingzhen①caericomen。通讯作者：宫长明（1964一），男，教授，博士，研究方向为发动机燃烧与排放控制+gongem@dlnueduen。