我院韩伟强副教授课题组在国际顶级期刊《Energy》上公开发表文章
发布人:汽车与交通学院  发布时间:2020-06-09   动态浏览次数:0


 

近日,西华大学汽车与交通学院韩伟强副教授课题组在边界条件对活性控制压燃(RCCI)发动机颗粒排放的影响机理研究方面取得一系列研究进展,并在国际顶级期刊《Energy》上公开发表题为“Study on influencing factors of particle emissions from a RCCI engine with variation of premixing ratio and total cycle energy”的研究型文章。《Energy》是由英国佩加蒙爱思唯尔科学有限公司出版,是能源领域内最有影响力和最权威的期刊之一,影响因子5.537

 RCCI是重型发动机中最有前景的燃烧模式之一。该模式对燃烧和排放具有较强的控制能力。为了满足最新的国六排放法规要求,需要对RCCI发动机的颗粒排放进行详细探究。韩伟强副教授研究团队采用台架试验研究的方法,利用边界条件实现对颗粒排放的控制,并提出了基于RCCI发动机颗粒排放的影响机理,为降低柴油机尾气中的颗粒排放提供了新的思路与理论依据。

根据相关研究表明,延长的滞燃期总是直接与RCCI模式的空气燃料混合物的改善直接相关,因此含有较多碳质的大粒径(50~500 nm)积聚态颗粒减少,而小粒径(5~50 nm)的核态颗粒增加。然而,试验结果显示,无论是汽油/柴油RCCI还是乙醇/柴油RCCI中都发现了相反的结果,即延长的滞燃期导致积聚态颗粒增加而核态颗粒减少,因此,为了研究其他主要因素共同决定颗粒的排放,在RCCI发动机中对边界条件能量替代比(Rp)和循环能量(Etotal)的变化进行了更详细的试验。试验结果显示了三个与颗粒排放有关的异常现象。

从颗粒形成的过程出发,探究了不同因素对颗粒排放的影响,提出了一种RCCI发动机尾气中颗粒排放的影响机理。柴油机颗粒的形成应分为缸内和缸外两个过程。缸内颗粒的六个形成过程主要受到燃料-空气混合特性,包括燃料氧含量、PAH含量和当量比,以及燃烧特性,包括滞燃期、缸内温度峰值和燃烧持续期等因素的影响;而缸外颗粒的形成主要受到包括硫酸及硫酸盐浓度、挥发性和非挥发性有机物浓度、排气温度和预存颗粒浓度等因素的影响。研究中还发现了滞燃期对RCCI发动机中的颗粒排放没有决定性的影响,同时还发现缸内过程的缸内温度峰值,缸外过程的排气温度和有机物浓度对颗粒具有强烈的影响作用。论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544220308148

上述研究得到了四川省科技厅攻关项目,以及长安大学中央高校基础科学研究专项基金的资助。韩伟强副教授是论文的第一作者,硕士研究生卢耀是论文的第二作者,潘锁柱副教授是论文的通讯作者。西华大学汽车交通学院为论文的第一单位。