氢内燃机异常燃烧的研究.pdf

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1、第4期内燃机No．42011年8月InternalCombustionEnginesAug．201l氧砖燃概异幕燃瓣蜉珊究永．1二斌赵江涛l杨敏(武汉军械土官学校自行火炮系，湖北武汉430075)摘要：进气管喷射式氢内燃机目前被广泛应用，但其易发生早燃、敲缸和回火等异常燃烧现象，严重影响其正常工作。通过全面分析国内外关于早燃、敲缸、回火等异常燃烧的研究成果，找出异常燃烧的产生原因和影响因素，归纳总结出异常燃烧的控制方法，将会对进气管喷射式氢内燃机的正常工作起到重要的指导作用。关键词：进气管喷射式；氢内燃机；异常燃烧中图分类号：TK464文献标识码：A文章编号：10

2、00—6494(2011)04—0054—03Research0nAbnormalCombustionofHICE二ZHANGYong—feng，ZHOURen—bin，ZHAOJiang—tao，YANGJie—rain氢气作为内燃机燃料时具有独有的优良特性，c．严重时会造成氢内燃机的零部件损坏。使氢内燃机燃料来源丰富，热效率高，稀燃性好，排1．3产生原因放性好，启动性好，混合气形成均匀，且对燃烧室形早燃主要是由于氢的点火能量低，混合气被点状，进气道结构要求低。目前氢内燃机主要有缸内火源提前点燃所造成的，形成早燃的点火源主要有直喷式和进气管喷射式两种类型。缸内直

3、喷式氢内两类：燃机能够消除回火和提高功率，是未来氢内燃机的1．3．1高温热点重要发展方向，但其喷氢系统结构复杂、部件可靠性a．缸内表面：是指燃烧室中的尖角、火花塞电极问题突出，混合气形成不均匀，且点火组织困难，在和排气门等⋯。目前还无法达到实用化程度。而进气管喷射式氢内b．缸内沉积物：是指燃烧室内和活塞表面的灼燃机喷氢系统结构复杂程度不高，混合气形成和燃热沉积物，包括润滑油高温分解的碳粒和随空气进烧较易组织，用传统内燃机改装时结构改动不大，因入气缸的杂质等，它们还可能成为催化剂，促进混合此被得到广泛应用。但进气管喷射式氢内燃机易发气的早燃。生早燃、敲缸和回火等异常

4、燃烧现象，严重影响其正1．3．2后燃混合气常工作。因此，通过全面深入分析目前国内外关于后燃混合气是指气缸内狭小隙缝中残留混合气进气管喷射式氢内燃机异常燃烧的研究成果，找出的后燃J。异常燃烧的产生原因和影响因素，归纳总结出异常1．4影响因素燃烧的控制方法，将会对进气管喷射式氢内燃机的影响早燃的因素主要有压缩比、转速和混合气正常工作起到重要的指导作用。温度，其关系是：1早燃a．压缩比越高，早燃限制当量比(当量比是完全燃烧1kg氢气需要的理论空气量与实际供给的1．1定义空气量之比，是过量空气系数的倒数)越小。早燃是指氢内燃机在进气门关闭以后、火花塞b．转速越高，早燃限制

5、当量比越小。点火以前混合气在气缸内的燃烧。c．混合气温度越高，早燃限制当量比越小。1．2危害1．5控制方法氢内燃机发生早燃时其危害主要有：目前，控制早燃的方法主要有：a．轻微时会增大氢内燃机的噪声和振动。a．EGRIb．一般情况下会使氢内燃机停止运转。。b．进气管喷水。c．进气管喷射液氢。作者简介：张永锋(1978一)，男，甘肃武威人，讲师，博d．进气管喷射冷空气。士，主要研究方向为发动机性能仿真研究。e．选用冷型火花塞。收稿日期：2011—02—14f冷却气缸盖、火花塞和排气门。第4期张永锋等：氢内燃机异常燃烧的研究g．平滑缸盖的铸造，减小缸内隙缝容积。2．4影

6、响因素h．采用组合式活塞环降低积炭的产生。影响敲缸的因素主要有压缩比、进气温度、点火i．准确控制喷氢，让空气先进入气缸对高温热正时和转速，其关系是：点进行预先冷却。a．压缩比越高，敲缸限制当量比越小。j．采用可变配气相位，保证足够的扫气来降低b．进气温度越高，敲缸限制当量比越小。残余废气温度。e．点火正时越早，敲缸限制当量比越小，但比进1．6结论气温度和压缩比的影响要小J。通过综合分析可得出：早燃是由氢内燃机的设d．转速越高，敲缸限制当量比越小。计决定的，早燃限制当量比比敲缸限制当量比低，是2．5控制方法氢内燃机最大功率的实际限制条件。目前，控制早燃的方法主要有推

7、迟点火正时。2敲缸2．6结论2．1定义通过综合分析可得出：敲缸是燃料对氢内燃机敲缸是指氢内燃机点火后离火花塞较远处的混最大压缩比的固有限制条件，压缩比一定时，敲缸是合气在火焰前锋面到达之前的自燃。氢内燃机最大功率的理论限制条件。2．2危害3回火氢内燃机发生敲缸时其危害主要有：a．轻微时气缸内产生金属敲击声。3．1定义b．一般情况下会使氢内燃机工作变得不稳定且回火是指在氢内燃机运转时火焰传播到进气管振动较大。内引起的燃烧。e．严重时会使活塞、火花塞等零件过热而烧损。3．2危害2．3产生原因氢内燃机发生敲缸时其危害主要有：目前，支持敲缸产生原因的理论主要有以下两a．轻

8、微时会使氢