壓力波擾動對內燃機缸內爆震波形成的影響

續 晗，蘇曉杰，倪曉冬，翁春生，姚春德，高 健

(1.南京理工大學瞬態物理國家重點實驗室，南京 210094；2.天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室，天津 300072)

內燃機作為廣泛使用的能源動力轉換裝置，一方面消耗大量能源，另一方面向大氣排放大量廢氣.隨著節能減排的日益迫切，內燃機面臨著進一步的技術革新來提升熱效率、降低排放.在眾多技術革新中，內燃機小型化的節能減排逐漸被學術界和工業界認可.內燃機小型化通過提升壓縮比、增大進氣增壓壓力、缸內直噴等技術來實現缸內燃燒強化，使得升功率及熱效率進一步提高，排放進一步降低.但是隨著增壓壓力與壓縮比的不斷提高，缸內熱狀態不斷加劇，致使一種新的異常燃燒現象——“超級爆震”出現[1].“超級爆震”發生后，其壓力震蕩幅值可超過30 MPa[2]，遠高于常規爆震[3]，并極具破壞性，能在短時間內將燃燒室組件破壞失效[4-5].因此可以認為“超級爆震”是內燃機小型化節能減排道路上的攔路虎，亟需揭示其形成機制，并從根源上抑制其形成.

近年來，國內外對“超級爆震”開展了廣泛研究.王志等[6-8]通過可視化快速壓縮機闡明了“早燃”和“超級爆震”的關系：“超級爆震”是由“早燃”引起的，但是“早燃”的發生并不總會引起“超級爆震”，而“超級爆震”最終是否產生主要決定于缸內是否形成了爆震波.Yu 等[9]通過一維數值模擬計算證明了“超級爆震”是由爆震波形成所致.Bates 等[10]通過建立ξ/ε燃燒狀態圖，將不同的自燃模式劃分……