基于缸内快速采样的发动机排放物生成与演化机理的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    50976069
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    吕兴才
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

运用快速气体采样技术揭示HCCI发动机缸内HC、CO、NOx和醛类物质的生成机理和演化历程，提出过高的CO和HC排放控制策略。为此，将电控柴油机喷油器改装成一个快速气体采样阀，在不影响发动机稳定运行的条件下，通过对气口喷射燃料的HCCI发动机工作历程内不同时刻、不同位置（气缸盖底面、燃烧室中心、气缸周围边界层）附近的气体进行直接采样（连续采样、多次平均），用低温氮气对采集气体进行"冻结"，运用排放分析设备和气相色谱仪对所采气体的HC、CO、NOx和醛类物质的浓度进行测量，得到各种排放物在不同位置的时间历程曲线，从而分析他们的产生机理。考察发动机运行工况、边界条件、燃料特性对各种排放物产生渠道的影响，在此基础上提出排放控制策略。

结项摘要

开展了均值充量压缩燃烧过程中HC/CO生成、分布与消耗历程的研究。以正庚烷均质混合气为研究对象，在某一固定的当量比下，采用快速采样方法分别测量了靠近汽缸盖底面和气缸壁侧面不同距离（0、1、2、3、4mm）的区域内混合气在全反应历程内的HC/CO浓度，考察了边界层各个区域对整个燃烧室的HC/CO贡献比例，比较了平顶活塞和挤气活塞对排放物分布规律的影响，揭示混合气组分（二氧化碳浓度）、燃料辛烷值、燃料组分（丁醇正庚烷混合燃料）等发动机运行条件和边界条件对缸内排放物生成与氧化历程的影响。揭示了HCCI燃烧的排放物生成与演化机理，评价了燃烧室各个区域对最终排放的贡献比例，初步完成了项目任务书的要求。通过这些研究得到了一些新的发现：.（1）在较高压缩比下，混合气发生明显的低温反应，从而使边界层区域内的气溶胶也低迅速蒸发汽化，导致其浓度在反应前逐渐升高并形成一个峰值。而采用较小压缩比时，由于着火延时较长，低温反应速率较低、强度较弱，低温反应所释放的热量不足以液滴燃料迅速蒸发，因此在反应前燃烧室内各测试点的HC浓度并没有升高的现象，而是呈现缓慢下降的趋势；.（2）随着压缩比的降低，边界层厚度明显增加。然而值得注意的是，由于流场的作用，燃烧室盖端和燃烧室侧面的边界层厚度因受到压缩挤流的影响而不完全相同；.（3）采用挤气活塞降低了缸内混合气温度，HC高温氧化时刻推迟、氧化速率降低。但是挤气活塞消除了汽缸盖底边的边界层效应，而增加了汽缸体侧面的边界层厚度；.（4）平顶活塞的HC主要来源于靠近燃烧室盖端、活塞顶端以及燃烧室侧面1.5 mm以内的边界层区域，而燃烧室核心区域对HC排放的贡献比例很小。使用挤气活塞时，靠近燃烧室壁面0.5 mm的区域和余隙容积的HC排放贡献比例高达33%~55%，且随压缩比的升高而增；.（5）当在较大压缩比下CO和CO2开始生成时刻几乎同步；而在较小压缩比下二氧化碳的生成明显延迟于CO的生成；在高压缩比下，边界层区域CO开始生成的时刻差别不大，核心区域稍微提前而汽缸壁面区域略微滞后；在小压缩比下，壁面区域CO的开始生成的时刻明显滞后于核心区域的生成时刻。.研究成果发表论文6篇，其中SCI论文3篇，中文EI期刊论文2篇，其他中文论文1篇。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
均质充量压缩着火燃烧碳氢生成和边界层贡献的试验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    柴油机
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    耿壮壮;吕兴才;广环宇;杨铮;黄震;Geng Zhuangzhuang,Lv Xingcai,Guang Huanyu,Yang Zhe
  • 通讯作者：
    Geng Zhuangzhuang,Lv Xingcai,Guang Huanyu,Yang Zhe
气道喷射正庚烷缸内直喷异辛烷的分层充量压缩燃烧与排放特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    上海交通大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周小鑫;吕兴才;吉丽斌;黄震
  • 通讯作者：
    黄震
火花辅助对多缸汽油机HCCI燃烧及排放的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    上海交通大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑华航;张旭洲;李忠照;沈义涛;章健勇;方俊华;吕兴才;黄震
  • 通讯作者：
    黄震
Controlled three-stage heat release of stratified charge compression ignition (SCCI) combustion with a two-stage primary reference fuel supply
具有两级主要参考燃料供应的分层充量压缩点火 (SCCI) 燃烧的受控三级放热
  • DOI：
    10.1016/j.fuel.2011.01.026
  • 发表时间：
    2011-05
  • 期刊：
    Fuel
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Lu Xingcai;Shen Yitao;Zhan Yinbao;Zhou Xiaoxin;Ji Libin;Yang Zheng;Huang Zhen
  • 通讯作者：
    Huang Zhen
Fuel design and management for the control of advanced compression-ignition combustion modes
用于控制先进压燃燃烧模式的燃料设计和管理
  • DOI：
    10.1016/j.pecs.2011.03.003
  • 发表时间：
    2011-12-01
  • 期刊：
    PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE
  • 影响因子：
    29.5
  • 作者：
    Lu, Xingcai;Han, Dong;Huang, Zhen
  • 通讯作者：
    Huang, Zhen

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  • 影响因子：
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  • 作者：
    展亮亮;张延志;钟汶君;何志霞;李秭泷;吕兴才
  • 通讯作者：
    吕兴才
含甲缩醛柴油喷雾和燃烧排放特性
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    工程热物理学报.26（1），174-176，2005.1
  • 影响因子：
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  • 作者：
    乔信起;肖 进;黄　震;吕兴才
  • 通讯作者：
    吕兴才

其他文献

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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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