基于汽油醇类双燃料复合喷射技术的高增压汽油机爆震机理的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51606056
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    庄远
  • 依托单位：
    合肥工业大学
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Recently, alcohol-gasoline dual-injection technology has received wide attention. By directly injecting alcohols into cylinder, it can effective suppress engine knock and allow engines to use higher compress ratio to reach higher efficiency. However, the antiknock mechanism of this technology and interaction between various influencing factors are still not clear. This project focuses on auto-ignition characteristic and knocking propensity in a supercharged spark-ignition engine with alcohol-gasoline dual-injection. Three scientific problems will be solved in this study:influence of in-cylinder flow on alcohol fuel spray and mixture distribution process, mechanism of alcohol-gasoline auto-ignition under high pressure and temperature and contribution of different factors on knock suppressing. Optical engine, constant volume bomber, single cylinder engine and numerical simulation are adopted to investigate these three aspects. In this research, the influence of in-cylinder flow, mixture formation and mixture physicochemical property on auto-ignition and corresponding control mechanism will be revealed and proposed. The mechanisms of pre-ignition and knock origination will be clarified, the conditions required for pre-ignition origination, knock and detonation initiation will be detailed. The effectiveness of different factors on knock suppressing will be quantitative analyzed. This research has important scientific significance on developing multiphase flow theory and combustion science. It also has great realistic significance to the industrialization application of alcohol-gasoline dual-njection technology.
近来汽油醇双燃料复合喷射技术受到广泛关注，该技术通过缸内直接喷醇，取得了明显抑制汽油机爆震倾向的效果，从而允许使用更高的压缩比达到较高的热效率。但该技术抗爆震机理和各影响因素间相互作用还不清晰。本课题围绕醇汽油双燃料复合喷射技术，拟解决缸内流动对醇燃料临界喷雾特性及混合气浓度分布演化过程的影响规律；高温高压条件下汽油醇可燃混合气起爆机制；爆震抑制作用各因素贡献度三个关键科学问题。研究利用光学发动机、定容燃烧弹、单缸机和数值模拟相结合的方式开展与汽油醇复合喷射技术爆震机理相关，上述三方面有机结合的研究。以期揭示复合喷射条件下缸内流动、混合气形成以及混合气理化特性对早燃和爆震的影响及其调控机制；获得双喷射早燃、爆震发生机理；早燃-爆震-爆轰发生临界条件以及量化的爆震抑制作用贡献度。项目研究结果将丰富多相流和燃烧学的理论，对高增压复合喷射发动机的产业化应用具有重要的实际意义。

结项摘要

本项目开展了汽油进气道喷射+乙醇缸内直喷技术对内燃机爆震抑制作用的基础性研究。项目通过定容燃烧弹，发动机台架以及数值模拟相结合的方式，系统的研究了乙醇喷雾，雾化、蒸发以及喷射控制参数（压力、温度、正时），对乙醇油雾在缸内混合、蒸发、碰壁的影响因素，以及这些因素对缸内降温、火焰传播、浓度场分布等对爆震产生关键因素的影响。同时，利用模拟获得的结果，优化了发动机台架试验的控制条件和实验参数，在此技术上通过发动机台架试验，获得了乙醇不同掺混条件下，混合气理化特性的改变对爆震诱导因素的影响，以及各个因素对内燃机抗爆震能力贡献度的数据。并分析了，不同掺混比条件下内燃机燃烧和排放特性。同时，进一步的模拟研究了乙醇直喷蒸发吸热、自燃温度、火焰传播速度变化、混合气浓度、密度、温度分布等因素对早燃的抑制影响关系。这些数据的获得对进一步优化乙醇/汽油双喷射系统控制方式，理解乙醇直喷对爆震抑制作用规律和抑制机理，进一步探索利用该双喷射方式提高汽油机功率密度具有指导性作用。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Experimental and numerical investigation of performance of an ethanol-gasoline dual-injection engine
乙醇-汽油双喷射发动机性能的实验与数值研究
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2019.07.165
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Zhuang Yuan;Zhu Guodong;Gong Zhen;Wang Chenfang;Huang Yuhan
  • 通讯作者：
    Huang Yuhan
Mechanism study of scavenging process and its effect on combustion characteristics in a boosted GDI engine
增压GDI发动机扫气过程及其对燃烧特性影响的机理研究
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2018.09.077
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Qian Yejian;Gong Zhen;Zhuang Yuan;Wang Chunmei;Zhao Peng
  • 通讯作者：
    Zhao Peng
Lean Burn Performance of a Spark Ignition Engine with an Ethanol-Gasoline Dual Injection System
具有乙醇-汽油双喷射系统的火花点火发动机的稀薄燃烧性能
  • DOI：
    10.1021/acs.energyfuels.7b03028
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Energy & Fuels
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Zhuang Yuan;Qian Yejian;Hong Guang
  • 通讯作者：
    Hong Guang
喷油时刻对汽油/乙醇发动机性能的影响
  • DOI：
    10.16236/j.cnki.nrjxb.201906064
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    内燃机学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    马永飞;庄远;钱立军;钱叶剑;汪陈芳;迟昊
  • 通讯作者：
    迟昊
Numerical study of the effect of combustion chamber structure on scavenging process in a boosted GDI engine
增压GDI发动机燃烧室结构对扫气过程影响的数值研究
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2018.11.080
  • 发表时间：
    2019-02-01
  • 期刊：
    ENERGY
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Qian, Yejian;Gong, Zhen;Zhuang, Yuan
  • 通讯作者：
    Zhuang, Yuan

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其他文献

联合海藻糖和二甲基亚砜进行冻干
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
    已修回
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  • 作者：
    庄远
  • 通讯作者：
    庄远
水蒸气对火焰特性和碳烟生成影响的数值模拟
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    10.19471/j.cnki.1673-6397.2020.06.001
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    钱叶剑
生物膜的保护剂海藻糖在冻干红细
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    庄远
  • 通讯作者：
    庄远
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国输血杂志. 2（20）：93－95，2007
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    庄远
  • 通讯作者：
    庄远
汽油与异辛烷/正庚烷的燃烧特性分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    内燃机学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘士钰;王阳;宋金瓯;庄远;姚春德
  • 通讯作者：
    姚春德

其他文献

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庄远的其他基金

基于醇类燃料复合喷射技术的燃烧优化及调控过程的研究
  • 批准号：
    52311530071
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    10 万元
  • 项目类别：
    国际(地区)合作与交流项目
基于汽油-水-氢气多燃料复合喷射技术的高增压汽油机爆震及燃烧机理研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    58 万元
  • 项目类别：

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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