发动机均质充量压缩燃烧技术

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1、毕业论文（作业）设计（论文）课题发动机均质充量压缩燃烧技学校无锡汽车工程中等专业学校系部汽车服务工程系专业汽车维修与应用姓名沈卿缘学指导教师胡昊二O—六年十二月发动机均质充量压缩燃烧技术的探究摘要：发动机均质充量压缩着火HCCI（homogeneouschargecompressionignition）燃烧是一种全新的燃烧方式。是将燃料、空气及再循环燃烧产物所形成的预浞合气被活塞压缩，自燃、着火、做功的过程。发动机具有极大的潜力保持高效率，并且本身所特有的均质、低温燃烧特性，它能有效降低传统内燃机的燃油消耗和排放问题，特别是

2、能同吋降低柴油机NOx和颗粒物（PM）的排放，并进一步增加热效率，因而被认力是发动机燃烧技术的一个重大进步。随着排放法规的日益严格和发动机技术的进步，HCCI燃烧技术在节约能源和降低排放方而的潜力引起了世界各围的《度重视。美国、欧洲和円本的一些研宄机构和企业都在大力开展这一领域的研究工作，并成为目前发动机领域的一个研发热点。关键词：发动机新技术HCCI正文：1、发动机均质充量压缩燃烧技术概述依靠预混合燃烧形成的均匀混合气和低温燃烧较低的缸内温度来同时降低碳烟和NOX排放。这种燃烧方式被称作均质充量压缩燃烧，即HCCI。均质混

3、合气压燃燃烧方式的出现，有效地解决了传统均质稀薄点燃燃烧速度慢的缺点，是有别于传统的汽油机均质点燃预混燃烧、柴油机非均质压燃扩散燃烧和GDI发动机分层稀薄燃烧方式的第网种燃烧方式2、HCCI的燃烧机理HCCI燃烧的能量释放过程是受多种化学动力学因素支配的，这些因素进而又受流体静力学和热力学状态历程的影响。普遍认为，燃烧的引发受化学动力学的控制，因为缸内的混合气受到压缩，温度和压力上升。温度和压力的时间历程、压缩冲程结朿时的缸A温度和压力、燃油的自燃特性和残余废气量，连同02的浓度、不同的燃油含量和燃烧产物，共同支配着燃烧开始

4、的方式。因此，HCCI燃烧具有非常小的循环偏差，而且不存在火焰传播过程。为了获得HCCI燃烧，要考虑各种不同的参数。压缩冲程结朿时的缸内温度和压力、燃汕的自燃特性和残余废气量都会影响HCCI的点燃过程。与火花点燃式发动机相比，HCCI发动机压缩冲程结朿时的温度必须更高一些，以便使得传统的川于火花点燃式发动机的燃油也能够自燃。3、HCCI的优点装备HCCI技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂（相比那些“经典”发动机），当汽油机的压缩冲程快结朿时，汽油通过直喷油咀喷进汽缸，HCCI发动机压缩比比呰通的汽汕机高，所以喷出的小汕

5、滴在压缩冲程完成时有时间在汽缸IAJ形成均匀的分布，这时汽缸的压力足够使均匀分布的油滴自动压燃，所有的燃料都在同一时间点燃，所以提高了燃油的使用效率（传统的汽油和柴油机都是非均匀的扩散式燃烧，在扩散的同时浪费了部分的能量）而且巾于它采用压缩点燃的缘故，可以采用相当稀薄的浞合气，因此可以按照变质调节的方式，直接通过调节喷油量来调节扭矩，不需要节气门。IICCI发动机的燃烧温度低，对燃烧室壁的传热很低，能够减少辐射热的传递，还能大幅降低氮氧化合物的形成。另一个特点是燃烧周期很短。因为燃烧过程主要是受化学反应而不是受混合过程的支配

6、，能够使得燃烧周期比传统的柴汕机短。而且它采用的燃油辛烷值允许在一个广阔的范围內变动。可以采用汽油、天然气、二甲醚等辛烷值较高的燃油作为主要燃料，也可以采用多种燃料混合燃烧。还可以将对高辛烷值燃料和低辛烷值燃料配比的调整，用作在HCCI燃烧中控制燃烧起点和负荷范闱的方法。但也有人试阁用柴汕作为HCCI燃料，效果远不及汽汕，为什么呢？因为汽油有较高的挥发性，能够在汽缸内尽快与空气混合形成均匀的汕气混合气，而柴汕沸点高，与空气较难浞合均匀。4、HCCI缺点那HCCI技术那么好，为什么还不马上推广大量是用呢？原来现在的HCCI技术

7、还有一些技术难关。一在然烧时刻的控制上，HCCI发动机靠汽缸的压力和温度U燃，汕气混合气的密度，汽缸的温度和压力都需要进行精确的检测和控制，所以发动机的ECU管理程序也要进行相应的加强。二由于HCC1的同时压燃和放热，瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压力，有可能会产生爆農的现象，所以必须降低混合气的空燃比（低于传统的14.7:1）,这就需要HCCI在稀燃状态下工作，排气的温度也比较低，使得发动机较难采用涡轮增压。以上这些都使得HCCI可能达到的最大负荷比典型的火花点燃式和直喷式柴汕机低得多。另外，低排气温度对催化转化器来说也是一

8、个问题，因为需要相当高的温度才能起动氧化/还原反应。三也就巾于刚才我们讲到的HCC1发动机可能达到的最大负荷比典型的火花点燃式和直喷式柴汕机低得多，所以，在大负荷高转速的时候或者冷机状态下发动机还必须依靠传统的火花塞点火系统，这就间接要求了发动机的压缩比可变，在传统点火模式的时候变回低压缩