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1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集HCCI汽油机配气方案设计与试验研究112211葛强强,王志,杨俊伟,张志福,田国弘,王建昕（1清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室，北京，1000842奇瑞汽车工程研究院前沿技术部，安徽芜湖，241009）[摘要]HCCI（HomogeneousChargeCompressionIgnition）是一种可实现高效低污染的内燃机燃烧技术。针对奇瑞缸内直喷2.0L发动机，利用耦合详细化学反应动力学的发动机循环模拟计算，优化设计了
2、HCCI配气方案。进而应用在奇瑞GDI2.0L发动机上，国内率先在多缸4冲程产品汽油机上实现了HCCI燃烧，缸内循环波动和缸间循环波动小于2％，取得了大幅度降低油耗和NOx排放的效果。关键词：HCCI；缸内直喷；模拟计算；试验研究ValveTimingDesignandExperimentResearchofagasolineHCCIEngine11221GeQiangqiang,WangZhi,YangJunwei,ZhuangZhifu,WangJianxin(1．StateKeyLaboratoryof
3、AutomotiveSafetyandEnergy,TsinghuaUniversity,Beijing1000842．AdvancedTechnologyDepartment,CheryAutomobileEngineering&ResearchInstitute,Anhui,241009)[Abstract]HomogeneousChargeCompressionIgnition(HCCI)isapromisingcombustionprocesswithhighthermalefficiencyandl
4、owemissions.Inthispaper,aenginecyclesimulationcoupledwithdetailedchemistrykineticscodewasusedtooptimizeHCCIvalvetimingstrategyinaChery2.0LGDIengine.TheoptimalstrategieswereutilizedtoachieveHCCIcombustioninamulti-cylindergasolineengineasthefirsttimeinchina.T
5、heresultsshowbothcoefficientofvariation(COV)withinandbetweencylinderswerelessthan2%,andgreatlyreducedfuelconsumptionandNOxemissionweregained.Keywords:HCCI;GDI;Simulation;Experimentalresearch1前言2研究对象HCCI（HomogeneousChargeCompression本文试验发动机参数见表1。Ignition）是一种可
6、实现高效低污染的内燃机燃烧技术[1]。目前，国际上有3～5家汽车公司已在产品汽表1试验发动机参数[2][3]油机上实现了多缸HCCI燃烧。其中，GM公司特征4缸4冲程、缸内直喷增压汽油机甚至宣布2008年推出汽油HCCI示范车，油耗较常进排气VVT规汽油机降低20％，成本较同功率柴油机降低50气门数16气阀％。可以看出，HCCI技术产业化离我们越来越近，排量2.0L在汽油机上开展HCCI燃烧过程研究意义重大。缸径83.5mm本研究针对缸内直喷发动机，通过耦合详细化几何压缩比9.8学反应动力学的发动机循环模拟，
7、优化设计了喷油器BOSCHMH-7HCCI配气方案。进而应用在奇瑞GDI2.0L发动机喷油压力12MPa上，实现了4缸4冲程HCCI燃烧，缸内循环波动燃油市场90＃汽油和缸间循环波动均小于2％，取得了大幅度降低油耗和NOx排放的效果。额定功率144kW(5500rpm下)最大扭矩290Nm(1800rpm下)成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集3.2模拟结果分析在转速为1000r/min、喷油量为20mg的典型3模拟计算与优化工况下进行模拟，图2示出了排气门关闭角度3.1
8、HCCI发动机工作过程热力循环模型（EVC）和进气门开启角度（IVO）对发动机性能利用BOOST计算流体动力学软件耦合的影响的模拟计算结果，包括平均指示压力CHEMKIN化学反应动力学代码建立了HCCI发动（IMEP）、指示油耗率（ISFC）、充气效率（ηv）、机模型[4]。其中，换气过程利用BOOST计算，进排泵气损失（PMEP）、进气门关闭时温度（T）、负ivc气门关闭后的缸内燃烧过程利用CHE
