[00314469]融合燃料调质和新燃烧模式的内燃机高效清洁燃烧理论和方法
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国网大武口公司
所在地：宁夏回族自治区石嘴山市
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技术详细介绍
内燃机在国民经济中发挥重要作用，也面临能源和环保的重大挑战。多年来，国际上以高效和低排放为目标的内燃机研究主要着眼于燃烧过程，而对燃料和燃烧的交互作用的认识和协调应用研究不足，同时未能有效应用各种替代燃料并发挥其优势。该项目将内燃机的燃料调质与新燃烧模式相融合作为基本思路，历经10余年研究，揭示了生物质燃料特性与燃烧排放性能之间的规律和机理，充分利用燃料特性解决新燃烧中的难题，取得了以下创新性成果。系统深入地揭示了生物质含氧替代燃料的排放特性和机理。主要包括揭示了生物乙醇用于汽油机和柴油机时的常规和非常规有害物排放规律，发现了不同来源生物柴油降低颗粒物等有害排放的效果差异及其原因。利用不同含氧燃料的特异性互补进行主动燃料调质设计，实现高效清洁的内燃机燃烧。这包括发现了含氧燃料的着火性对颗粒物(PM)中可溶性有机成分(SOF)排放的影响规律，更新了含氧量对现代柴油机碳烟(SOOT)排放的影响规律，提出了高乙醇含量的含氧燃料设计方案，提出了适合于现代重型柴油机燃烧的同时降低SOF和SOOT的含氧混合燃料设计准则，探索出新的柴油机排放控制途径。提出了燃料分层预混压燃的新燃烧模式及其理论。主要包括针对均质压燃新燃烧的着火相位难以控制的国际难题，提出了基于混合气浓度控制的新思路以及汽油缸内两次喷射形成燃料浓度分层压燃(SCCI)的新方法，揭示了混合气浓度与温度协同作用控制着火的新机理；发现了含氧燃料在缸内高温贫氧氛围中改质燃烧的规律，揭示了燃料分层压燃(FSCI)的低温改质燃烧机理。提出了火花点火激发燃料分层压燃燃烧的新燃烧模式及其理论，发现了火花点火对临界着火状态下均质混合气的助燃现象，进而发现了火花点火对均质混合气在不同混合气浓度、温度和EGR条件下的影响规律,提出了火花点火分层压燃(SSCI)的新燃烧模式，实现了缸内直喷汽油机SSCI燃烧系统的开发和应用。在国内外重要刊物上发表学术论文130篇，其中SCI收录27篇，EI收录97篇，被Science、Combustion and Flame、Progress of Energy and Combustion Science等国际知名刊物在内的国内外学术期刊论文总引2450次，其中10篇代表性论文他引1010次(SCI他引416次)。获得国家发明专利授权2项。上述新发现和新理论，对生物质新能源的合理科学利用提供了理论指导，在中国自主制定车用燃料标准中发挥了重要作用，在多种车用内燃机上实现了高效低污染燃烧和清洁排放。
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