压力波扰动对内燃机缸内爆震波形成的影响

续 晗，苏晓杰，倪晓冬，翁春生，姚春德，高 健

(1.南京理工大学瞬态物理国家重点实验室，南京 210094；2.天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072)

内燃机作为广泛使用的能源动力转换装置，一方面消耗大量能源，另一方面向大气排放大量废气.随着节能减排的日益迫切，内燃机面临着进一步的技术革新来提升热效率、降低排放.在众多技术革新中，内燃机小型化的节能减排逐渐被学术界和工业界认可.内燃机小型化通过提升压缩比、增大进气增压压力、缸内直喷等技术来实现缸内燃烧强化，使得升功率及热效率进一步提高，排放进一步降低.但是随着增压压力与压缩比的不断提高，缸内热状态不断加剧，致使一种新的异常燃烧现象——“超级爆震”出现[1].“超级爆震”发生后，其压力震荡幅值可超过30 MPa[2]，远高于常规爆震[3]，并极具破坏性，能在短时间内将燃烧室组件破坏失效[4-5].因此可以认为“超级爆震”是内燃机小型化节能减排道路上的拦路虎，亟需揭示其形成机制，并从根源上抑制其形成.

近年来，国内外对“超级爆震”开展了广泛研究.王志等[6-8]通过可视化快速压缩机阐明了“早燃”和“超级爆震”的关系：“超级爆震”是由“早燃”引起的，但是“早燃”的发生并不总会引起“超级爆震”，而“超级爆震”最终是否产生主要决定于缸内是否形成了爆震波.Yu 等[9]通过一维数值模拟计算证明了“超级爆震”是由爆震波形成所致.Bates 等[10]通过建立ξ/ε燃烧状态图，将不同的自燃模式划分……