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时间:2019-05-14
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1、实用标准文案关键字:均质充量压缩燃烧(HCCI)技术,双离合变速器技术,无人驾驶汽车一:汽车发动机新技术1:均质充量压缩燃烧(HCCI)技术1.1)传统燃烧概念局限性:压缩点燃式燃烧概念(用于柴油机)与火花点燃式燃烧概念(用于汽油机)相比,最大的特点在于所使用的燃油特性不同,由此造成两者在以下各个方面都有差别,如燃料引燃方式,空燃比,压缩比,燃油经济性,有害物排放等。出于人类对汽车排放的有害物质的毒害作用,二氧化碳的温室效应和氮氧化物形成酸雨的关注,以及能源匮乏的影响,人们对高效能、低污染的动力源的需求与日俱增。传统的汽油机属于预混均质燃烧,由于汽油
2、特性以及爆燃等诸多因素的限制,因此,压缩比低,热效率低。与汽油机相比,柴油机具有较高的热效率和优越的燃油经济性,但是,传统柴油机的燃烧是燃料喷雾的扩散燃烧,依靠发动机活塞压缩到接近终点时的高温使混合器自然点火。由于喷雾与空气的混合时间很短,燃料与空气混合得严重不均匀,混合气分为高温过浓区和高温火焰区,导致NOx和碳烟的产生。1.2)均质充量压缩燃烧(HCCI)技术概述:精彩文档实用标准文案HCCI是一种全新的内燃机燃烧概念,既不同于柴油机(非HCCI),又不同于汽油机(均质充量火花点燃),是一种火花点燃式和压缩点燃式发动机概念的混合体。均质压燃式(H
3、CCI)燃烧方式是目前内燃机燃烧领域的研究热点。HCCI燃烧是以预混合燃烧和低温反应为特征的燃烧方式。采用HCCI燃烧方式可以同时降低柴油机的NOx和碳烟排放,井提高柴油机的循环热效率。HCCI发动机机通常工作在高空燃比和较低的压缩比条件下,工作范围较小,高负荷时功率输出不足。“双模式”HCCI发动机是解决上述问题的有效途径,并成为近期HCCI发动机研究中的热点。HCCI发动机燃烧为稀薄燃烧,采用均质压缩多点着火,是一种从优化燃烧的角度来降低NOx和碳烟排放的新燃烧理论和技术。其燃烧模式是在进气和压缩过程形成均质混合气,当活塞压缩到上止点附近时,均质
4、混合气自然点火。从HCCI燃烧方式看,HCCI发动机可以同时综合火花点火发动机(SI)和直接喷射压缩点火发动机(DI)的优点,同时避免他们的缺陷,即HCCI燃烧可以同时实现降低排放和达到高热效率的目的。这与传统控制排放方法相比,实现了很大的进步。精彩文档实用标准文案1.3)均质充量压缩燃烧(HCCI)技术特点(1)超低的氮氧化物和碳烟排放造成传统柴油机NOx和碳烟排放较高的原因是传统柴油机存在高温区,即在火焰前锋高温区容易产生NOx排放,在火焰内部高温区由于缺氧容易产生碳烟排放。而HCCI发动机为稀薄燃烧,所以不存在缺氧情况,因而可有效降低碳烟排放;
5、同时HCCI发动机燃烧为预混合均质压缩点火燃烧,即燃烧室内部为均质混合气,在活塞压缩作用下燃烧室内多点同时着火,减少了火焰传播距离和压缩持续期,避免了高温区的产生,可大大减少NOx的排放。(2)燃烧热效率高由于HCCI发动机采用压缩自燃,因而可以大大提高压缩比,从而提高其燃烧效率。另外,压缩点火方式避免了SI发动机的节流损失,其热效率与SI发动机相比更具优势。热效率的提高主要来源于三个方面:一:减少了节流损失;二:提高了压缩比;三:缩短了续烧期精彩文档实用标准文案(3)HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制HCCI燃烧的能量释放过程是受多种化学动力
6、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。为了获得HCCI燃烧,要考虑各种不同的参数。压缩冲程结束时的缸内温度和压力、燃烧的自燃特性和残余废气量都会影响HCCI的点燃过程。(4)HCCI发动机运行范围较窄HCCI发动机可以使用多种燃料(汽油、柴油、天然气、氢气等),在一定的工况下可以稳定运行,得到较好的运行和排放效果。但燃烧受到失火和爆燃的限制,发动机的运行范围比较窄。(5)HCCI发动机HC、CO的排放较高精彩文档实用标准文案相对于普通柴油机,HCCI发动机HC、CO的排放较高主要是由于HCCI燃烧通常采用较稀的混合气和较强的
7、EGR(废气再循环),缸内温度比较低造成的。1.4)均质充量压缩燃烧(HCCI)方式的实现(1)进气道喷射将燃料喷到进气阀附近和空气混合,然后在进气过程中将混合气吸入缸内。这个方法利用进气涡流来强化混合气的形成过程,从而提高混合气的均匀度。(2)缸内前期喷射即在压缩上止点前将燃料喷入缸内,通常这种情况下发动机的喷油提前角远大于传统柴油机,是柴油与空气在着火前充分混合。(3)缸内后期喷射将柴油在压缩上止点附近或之后喷入,同时采用大量预冷的废气再循环,加强涡流和降低压缩比等措施来实现点火延迟。1.5)HCCI商业化面临的技术问题(1)发动机冷启动困难(2
8、)废气控制系统的研究(3)拓宽HCCI运行工况范围(4)控制点火时刻和燃烧率(5)研发快速反应控制系统来解决
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