均质充量压燃燃烧的研究与展望.pdf

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1、第32卷第5期12015年10月内燃机与动力装置I．C．E&PoweIplantV01．32No．50ct．2015【综合评述】均质充量压燃燃烧的研究与展望张延龙。郭金宝(山东滨州渤海活塞股份有限公司，山东滨州256602)摘要：与传统汽油机火花点火燃烧和传统柴油机压燃燃烧的燃烧方式不同，均质充量压燃燃烧(HCCI)是一种新的燃烧方式，由于其同时具有高热效率和低NO。排放的特点，已经成为发动机领域的一个重要研究方向。但是由于这种燃烧方式本身存在的一些问题，使其实用化推广受到了很大限制。本文主要介绍了当前HCCI燃烧

2、面11缶的诸多挑战以及研究人员对其实用化推广所作出的努力。关键词：均质压燃，燃烧控制，负荷拓展中图分类号：TK411．2文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)05—0075—04ResearchandProspectofHomogeneo邺ChargeCompressionIgllition(HCCI)ZHANGYan—Long，GUOJin—Bao(ShandongBinzhouBohaiPistonCo．，Ltd．，Binzhou256602，China)Abstract：Dif．ferentf

3、而msparkignitioncombustionusedinthetraditionalgasolineen舀nesandcombustionpressurecombustionusedinconVentionaldieselengines，Homogeneouscha唱ecompres—sionignitioncombustion(HCCI)isanewcombustionmode．BecauseHCCIhaschamcteristicslikehighthemalemciencyandlowNO。emissi

4、ons，itrepresentsatrendoftheengineresearches．But，someproblemsexistinginHCCIcombustionlimitsitsfurtherapplications．Thispapermainlyintro—dubescun．entchallengesf而mHCCIandthejobsthattheresearchershavemadeinpromotingtheapplicationofHCCI．KeyWords：HomogeneousCha略eComp

5、ressionIgnition；CombustionControl；LoadExtension引言面对日益严重的能源危机和日益严格的排放法规，传统的汽油机和柴油机已经很难同时满足人们对于经济性和排放性的要求。不同于传统汽油机的火花点燃和传统柴油机的压燃燃烧，HccI燃烧作为一种新的燃烧方式，其同时具有传统汽油机均质充量和传统柴油机压燃燃烧的特点，可以在保持较高热效率的同时降低排放。1HCCI燃烧的基本概念均质充量压缩着火燃烧被认为是“内燃机的第三种燃烧方式”，其基本特征是均质充量，压缩着火和低温燃烧(见图1)。与传

6、统的火花点火汽油机相比，HCCI燃烧不存在高温火焰前锋面，因此可以极大地降低NO。的生成，同时由于取消了节气门，可以取得比传统汽油机更高的热效率，与传统的压燃燃烧的柴油机相比，HccI燃烧不存在高温火焰区和高温过浓区，因此可以降低NO；和颗粒物的生成，同时保持较高的热效率。归纳起来，HCCI燃烧主要有以下优点：a)超低的NO。和PM排放。与传统的汽油机和柴油机相比，HccI发动机在部分负荷工况下的NO。排放可降低95％一98％。11。作者简介：张延龙(1981一)，男，山东无棣人，工程师，现主要从事内燃机试验与活塞

7、试验研究。收稿日期：2015—01—07内燃机与动力装置2015年10月图1几种燃烧方式对比效果图b)热效率高。HccI采用稀薄混合气燃烧，在中小负荷燃烧速度快，接近等容燃烧，同时由于Hc—cI发动机燃烧室内燃烧温度低，传热损失比较小，因此可以获得比直喷式柴油机更高的热效率。c)燃烧循环波动小。HCCI的燃烧过程主要受燃烧化学反应动力学控制，其着火始点与气缸内气流状况关系较少，同时混合气燃烧速度快，每个循环的燃烧持续时间差距很小，有利于减小燃烧循环变动。在传统四冲程发动机上实现稳定的HccI燃烧，必须采用一些辅助手

8、段(这里仅介绍汽油机实现HccI燃烧的途径)。由于汽油机的压缩比比较小，活塞到达压缩上止点时，气缸内的温度和压力不足以使混合气发生自燃，因此在汽油机上实现HcCI燃烧最直接的方法是采用进气加热，提高压缩始点混合气的温度水平，同时由于采用稀释混合气，燃烧放热速率可以得到控制，但是由于系统的热惯性，使得这种方法在实际中的应用受到限制。另一种实现HCCI燃烧的方法