内燃机hcci技术

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1、内燃机HCCI技术摘要：随着经济的发展，具有全球性影响的环境问题日益突出。内燃机的经济性和排放也成为首要问题。均质压燃(HCCI)是一种全新的燃烧方式，它能够有效地提高发动机的燃烧热效率，降低NOx和碳烟的排放。本文阐述了HCCI燃烧的特点、HCCI燃烧技术的优点、需要解决的技术问题，最后对HCCI燃烧技术的应用前景进行了展望。关键词：HCCI发展燃烧方式技术问题0前言随着世界范围内石油资源的口趋紧张，并伴随着我国对于空气质量的更高要求，提高内燃机的燃汕经济性，降低有害排放，实现节能减排显得尤为重要。其屮HCCI(Homogen

2、eousChargeCompressionIgnition)“均质充量压燃”技术成为了全球内燃机领域的研究热点。HCC1是一种以Otto往复式汽汕机为基础的一种新型燃烧模式，简单來说就是汽汕机的一种压燃方式，它结合了压燃式发动机和点燃发动机优点，成为一种全新的燃烧模式。1.HCCI燃烧技术的发展历程均质充量压缩着火(HCCI)是一种全新的内燃机燃烧方式。国外对HCCI技术的研究开展较早，1979年Onishi等人发现汽油机在部分工况下通过缸内大量的残余废气，不用点燃也可以平稳运转，并称为活化热氛围燃烧过程。这被普遍认为是最早提出

3、的具有均质压燃特征的燃烧概念［1］。(尧命发.均质压燃与低温燃烧的燃烧技术研究进展与展望［J］・汽车工程学报，2012,(2))而这项技术在90年代初已经被提出并开始实验，但是当时电子控制技术没有现在成熟，随着电子控制技术的发展,均质压燃技术以其在内燃机节能减排方而的巨大潜力而备受关注。迄今为止,虽已有少量生产但离广泛的商业化还仍有许多技术难题需要解决。在2008年的法兰克福车展上，戴姆勒公司正是采用可变压缩比技术实现了HCCI燃烧,在中小负荷采用高压缩比实现IICCT燃烧，改善燃油经济性，在大负荷降低压缩比，回归到传统的火花点

4、火式燃烧。⑵(汽油机HCCI燃烧技术存在的问题与对策［J］叶坦中国高新技术产业,2014,32)目前HCCI技术专利申请的目标国家/地区分布情况为美国分布最多，达到2069件，占32.25%,且大多为价值很高的发明专利申请；中国的申请量分布仅次于美国，占16.55%；德国的申请量分布位于全球第三，占T1•16%；通过PCT途径提交的相关专利申请量占T1.07%,列居第四；其余国家包括韩国、英国、澳人利亚、加拿人、瑞典等的和关专利屮请量分布总共占比不足10%。总之，美国是专利布局最多的国家，这与美国当地的经济和技术发展总体水平相适

5、应。［3］(HCC1技术全球专利申请状况分析［J］谢文静张栋栋数字化用户201413)2.HCCI燃烧方式2.1HCCI燃烧特点目前内燃机有：传统汽汕机，肓•喷式汽汕机，传统柴汕机。其中传统汽汕机为均质混合气，电火花点火；直喷式汽汕机为电火花点火，非均质混合气；传统柴汕机为非均质混合气,压缩口燃。而HCCI燃烧则是均质混合气，压缩口燃。HCCI燃烧在进气过程中将燃料和空气预先混合形成稀薄的均质混合气，当活塞处于压缩终点附近时，混合气达到口燃条件而着火,推动发动机做功。HCCI燃烧利用的是均匀的混合气，在缸内形成多点火核，燃烧在多

6、点同时发生，可减少火焰传播距离，缩短燃烧持续期，燃烧反应迅速，缸内循环定容度高，燃烧温度低，且过程稳定。2.2HCCI燃烧优点HCCI燃烧过程中均质的混合气被压缩自燃，燃烧在多点同步发生并且无明显的火焰前锋，燃烧的温度比较均匀，因而可以提高压缩比，进而有效提高发动机的热效率，同时因为不存在高温的火焰前锋，NOx,碳粒的排放也会随之降低；HCCT燃烧燃料的适应性也比较好，这样也町以缓解石油资源紧张的局势，对节能减排有着重大的意义。Hcci述可以简化结构、降低成木，HCCI发动机不需节气门，可以用较低压力的燃汕喷射系统，其燃烧系统和

7、喷汕系统的设计也比较简单，从而也降低了维护费用。[4](内燃机HCCI技术的发展一郑茂桃科技资讯201032)3.HCCI技术应用中面临的问题3.1燃烧时刻的控制传统汽油机混合气的着火是通过点火吋刻进行控制的，火焰传播过程受空燃比分布，温度压力条件和湍流强度影响。传统柴油机属于扩散燃烧，其着火时刻受到喷油时刻控制，具有非常好的可控性，而[ICCI发动机靠汽缸的压力和温度自燃，汕气混合气的密度，气缸的温度和压力都需要进行精确的检测和控制，对此可以通过EGR,能够提高进气温度，影响着火时刻，R能稀释混合气，减缓燃烧速度，冇利于HCC

8、I燃烧在大负荷工况的应用。改变压缩比可以改变混仑气的密度和压力，从而对其白燃温度产生影响，改变压缩比的主要方法是调整燃烧室容积、工作容枳和改变配气相位H1。[5]鹿盈盈.重空柴油机低温燃烧及燃烧控制路径的研究D1.天津:犬津大学,2012)。国外针对燃烧时刻的控