甲醇/柴油双燃料发动机燃烧不稳定的非线性动力学特性研究及其稳定性优化

本文推荐：该研究通过非线性动力学方法（相空间重构/返回映射技术）揭示了甲醇替代率（MAR）对双燃料发动机循环波动（CCV）的影响机制，发现高MAR（22.5%）下缸压波动与燃烧相位（CA50）强相关（r=0.91），为提升低负荷工况燃烧稳定性提供了理论依据。

　　

Highlight

甲醇/柴油双燃料发动机在低转速（1000 r/min）和轻负荷（25%负载率）下，高甲醇替代率（MAR）会引发显著的燃烧不稳定性。通过非线性动力学分析（包括相空间重构和返回映射技术），研究发现：

• MAR升高导致缸压波动加剧，CA₅和CA₅₀的循环变异（CCV）分别增加8.89%和9.59%

• 相空间吸引子轨迹分离程度与MAR呈正相关，返回映射中相位点分布更分散，反映燃烧不稳定的非线性增长特性

Results and discussion

测试设备与设置

实验采用2.97升四缸高压共轨柴油机，通过进气道喷射甲醇形成预混 charge。统计参数（均值M、标准差STD、偏度S、峰度）用于分析缸压时间序列的随机特性。

结论

1. MAR通过改变缸内温度场和反应分层分布，显著影响燃烧稳定性；

2. 相空间轨迹的混沌特征与CA₅₀相位波动高度耦合，表明燃烧中心控制是关键靶点；

3. 非线性分析方法为双燃料发动机动态行为研究提供了新范式。

（注：翻译保留原文技术符号如CA₅/r/min，并采用"预混 charge"等工程术语增强专业性）