内外egr拓展理论空燃比sici负荷范围的试验研究

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1、内外EGR拓展理论空燃比SICI负荷范围的试验研究194北京，2009年10月APC联合学术年会论文集内外EGR拓展理论空燃比SICI负荷范围的试验研究阳冬波，王志，徐帆，王建昕（清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084）摘要：均质混合气压燃（HCCI）燃烧高负荷拓展是内燃机燃烧领域的一个难题，利用SICI组合燃烧可以作为汽油机中高负荷区域的燃烧模式，实现HCCI与SI燃烧的衔接。本文在试验台架上通过改变配气相位及外部EGR循环实现了内外EGR组合策略下的SICI组合燃烧，研究了EGR策略对S

2、ICI组合燃烧的影响。结果表明，内部EGR有利于压燃的发生，随着内部EGR的增加，压燃比例增加，燃烧速度加快，循环波动减小，CO和UHC排放减少，SICI组合燃烧能够在更高的EGR率条件下稳定工作,理论空燃比SICI组合燃烧的工况范围得到拓展。关键词：HCCI，SICI，EGR策略，负荷拓展中图分类号：TK401文献标识码：AExperimentalResearchonSICILoadExtensionusingInternal/External—————————————————————————————————————

3、——————————EGRunderStoichimetricConditionsYangDongbo,WangZhi,XuFan,WangJianxin(StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy,TsinghuaUniversity,Beijing100084)Abstract：HomogeneousChargeCompressionIgnition(HCCI)haschallengeofhighloadextension.Sparkinducedcompressio

4、nignition(SICI)combustionmodecanbeusedasthemethodtoextendthehighloadofHCCI.ThispaperstudiedtheeffectsofcombinedexternalandinternalEGRstrategyonSICIcombustion.TheresultsshowthattheCIratioofSICIcombustionandthecombustionspeedincreaseastheinternalEGRisintroduced.As

5、theinternalEGRincreases,combustionvariationandcombustionefficiencyincreases,andtheCOandUHCemissionsdecreases.UsingtheexternalEGRcombinedwithinternalEGRstrategy,thestoichimetricSICIcombustioncanbestabilizedinmorefractionsofEGRconditions,sothelowloadofSICIcombusti

6、onisextended.Keywords:HCCI,SICI,EGRStrategy,LoadExtension引言汽油均质混合气压缩着火（HCCI：HomogeneousChargeCompressionIgnition）燃烧，作为一种结合了传统汽油机和柴油机的优点的新型燃烧方式，相对于传统火花点火汽油机，具有大幅度降低油耗和NOx排放的潜力，但HCCI燃烧方式产业化面临着着火时刻和———————————————————————————————————————————————燃烧速率的控制和运行范围的拓展的问题[1

7、]。从已有文献看[2-8]，在可接受的压升率和NOx排放的限制下，自然吸气汽油HCCI发动机的最大平均有效压力（IMEP）在0.5MPa左右。目前，采用火花点火和均质压燃组合燃烧模式（SI/HCCI）的发动机逐渐成为汽油HCCI技术实用化研究的热点[9-11]。由于SI/HCCI复合燃烧模式发动机在车辆行使工况中必然存在两种燃烧模式间频繁切换的问题，这给发动机控制带来了困难。火花点火激发均质压燃（SICI）组合燃烧是一种介于SI燃烧和HCCI燃烧之间的新型燃烧方式，能够有效克服HCCI燃烧负荷范围有限的缺点，实现HCC

8、I燃烧与SI燃烧之间的衔接[12]。前期研究发现，在较高压缩比发动机上通过调节外部EGR率和点火时刻可以实现稳定的SICI组合燃烧。由于SICI组合燃烧存在点燃和压燃两阶段燃烧，压力升高率较HCCI燃烧降低，因此可以抑制爆震，拓展虽然SICI组合燃烧采用了EGR稀释，NOx排放比SI燃烧要大幅减少，但是SICI组合燃烧存在部分火焰