a)计算值
b)实验值
图4 当量比为1的喷射搅拌器的计算结果和实验结果
Fig.4 Comparisonof calculating and experimental results of jet stirred reactor with theequivalence of 1
2.3 HCCI发动机实验验证
为了验证本机理在实际发动机上预测汽油机燃烧的缸压和排放的能力，选取了美国sandia实验室Dec等人的实验数据[15]来进行验证，并且将Jia的机理[7]和美国劳伦斯实验室Curran等人的详细机理[5]计算的结果进行了对比。
Dec等人以异辛烷为燃料进行了一系列HCCI发动机实验，本文选取其中一组数据来进行验证。为了着重体现反应机理对计算结果的影响，计算模型采用的是绝热的单区模型，假定整个缸内为一个温度、压力和组分完全均匀的零维空间，忽略了缸壁传热和湍流的影响。Dec等人在实验中为保证燃烧发生在TDC附近，通过调节进气温度为413K异辛烷，但是在单区模型中由于忽略了进气过程中进气道内和缸壁的热损失以及压缩过程中缸壁散热的影响，同样为确保燃烧发生在TDC附近，所需要的进气温度低于实验值，为390 K。三种机理在计算时所采取的设置相同。
a)计算值
b)实验值
图5 不同当量比下HCCI发动机缸压的计算结果和实验结果
Fig.5 Comparisonof calculating and experimental results of cylinder pressure with differentequivalence ratios
图5显示了HCCI发动机的缸内压力在不同当量比时计算结果和实验结果的对比论文下载。从图中结果可以看出，单区模型由于忽略了缸壁传热以及残余废气系数等的影响，计算的缸压曲线形状与实验得到的缸压曲线稍有区别，但三种机理的计算结果和实验结果整体趋势基本一致，随着混合气的当量比从0.06逐渐增加到0.26，燃烧的最大爆发压力逐渐减小，燃烧重心逐渐推后。对比三种机理计算的结果可以看出，本文机理与Curran详细机理计算的缸压曲线基本重合，而Jia的机理计算的自燃时刻略有滞后。
a)计算值
b)实验值
图6 不同当量比下排放的计算结果和实验结果
Fig.6 Comparisonof calculating and experimental results of engine emissions with differentequivalence ratios
为验证机理在预测排放方面的性能，对比了不同当量比下三种机理的CO、CO2和HC的计算结果与HCCI发动机的实验结果，如图6所示。图中计算排放时为避免燃油供应量不同的影响，排放物的浓度使用排放物占总燃料碳原子的百分数来计算，其中，计算中HC排放是指排放物中所有未燃碳氢化合物的体积分数乘以该化合物中含碳原子的数目后，加在一起的总和，与实验测量方法一致。从图中结果可以看出，。三种机理计算结果与实验结果的趋势基本一致，随着混合气当量比逐渐增大，由于燃烧温度逐渐升高异辛烷，CO和HC的浓度逐渐降低，CO2的浓度逐渐增大。但是由于计算中的单区模型忽略了多种因素的影响，计算结果在数量上与实验值有所差别。对比本文机理与另外两种机理计算的结果可以发现，本文机理预测的HC浓度偏低，这主要是由于本文在简化机理的过程中去掉了一些对反应影响不大的碳氢化合物组分，这些组分会对HC排放的总量值略有影响，但整体趋势不变。
3 结论
本文在Jia等人的异辛烷机理基础上进行简化和调整，以期开发出更为精简的异辛烷化学反应机理用于表征汽油的燃烧排放特性，主要结论如下：
1） 基于Jia等人的异辛烷骨架机理进行进一步简化，开发出一种包含30种组分、38步反应的C8氧化机理用于表征汽油燃烧排放特性。
2） 在利用激波管实验结果对机理着火特性验证过程中发现，本文简化后的机理在不同压力、温度和当量比下所计算的滞燃期与实验结果基本吻合，与Jia机理相比滞燃期略有减小。
3） 利用喷射搅拌器的实验结果对中间产物的预测中发现，本文机理能够较好的反映中间产物的变化趋势。
4） 通过与HCCI发动机的实验结果比较发现，本文机理预测的不同当量比下的缸压与实验结果趋势吻合，与劳伦斯详细机理的计算结果基本重合，比Jia机理计算的缸压相位略有提前；所预测的排放结果与实验结果趋势基本一致，所预测的HC排放量值略偏少。
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