摘要
为了准确描述氨/柴油双燃料的燃烧过程，本文基于解耦方法和模块化思路，开发了一种简化的氨/柴油双燃料动力学机制。该机制包含212个组分和620个基元反应。柴油组分由四种物质表示：正庚烷、正十六烷、异十六烷和α-甲基萘。该机制通过冲击管实验数据进行了验证。结果表明，所开发的机制能够准确预测点火延迟时间和层流火焰速度等关键参数，并与实验值具有很好的一致性。单组分点火延迟预测误差≤6%；层流火焰速度偏差误差≤2%；CFD验证指标（例如，气缸压力峰值误差在1.35%以内）。此外，该机制与3D CFD软件结合使用，以一台六缸、重型柴油发动机为研究对象进行了验证，该发动机的缸径为114毫米，行程为145毫米，排量为8.9升，压缩比为16.6。基于模型的验证和机制的可行性，进一步研究了不同负载条件和氨替代率下的燃烧和排放特性。结果表明，在低氨替代率的情况下，随着负载的降低，燃烧速率减慢，热效率下降；热效率先降低后上升；负载主要通过改变气缸内的热力学状态来影响点火和燃烧过程。在20–60%的氨替代率范围内，热释放率在不同负载条件下呈现“双峰”分布。NO、NO2和N2O的排放量先增加后减少，在40–60%的范围达到峰值；CO2的排放量则随着氨替代率的增加而逐渐减少。
