分会场

高效清洁燃烧

摘要

通过耦合多维仿真KIVA-3V与非支配排序遗传算法（NSGA-II），针对甲醇/柴油缸内双直喷发动机的进气参数、喷油参数和喷嘴布置开展协同优化，旨在同步提升发动机燃油经济性、氮氧化物排放和运行稳定性。分别对初始温度、甲醇比例、柴油喷油时刻和甲醇喷油时刻四个参数进行小幅人为扰动，模拟实际运行中的参数波动，通过计算优化算例燃烧相位(CA50)和指示平均有效压力(IMEP)的平均变化幅度评估优化算例的运行稳定性。优化结果表明，CA50是影响运行稳定性的关键因素，将其控制在上止点附近时，发动机可以获得更好的整体性能表现。降低甲醇比例和提高初始温度能够提前着火点，缩短燃烧持续期，不仅提高发动机燃油经济性，还能够改善发动机氮氧化物(NOx)排放和运行稳定性。由于两种燃油喷雾的相互作用，需要将甲醇喷油时刻推迟到-30 °CA ATDC之后，可以减弱甲醇对柴油低温反应的影响，提高运行稳定性。提前柴油喷油时刻有助于减小局部高温区域，从而有效控制NOx排放。改变喷雾夹角会影响两种燃油的空间相互作用，从而影响发动机着火时刻、燃烧持续期和燃烧效率。优化结果表明，将柴油油束喷射到活塞唇处不仅可以增强燃空混合，还可以充分引燃甲醇，同步提升发动机经济性、排放以及运行稳定性。

关键词

甲醇/柴油双燃料;双喷嘴缸内直喷;多参数协同优化;运行稳定性

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