汽油機(jī)均質(zhì)混合壓燃燃燒(hcci)

1、汽油機(jī)均質(zhì)混合氣壓燃燃燒（汽油機(jī)均質(zhì)混合氣壓燃燃燒（HCCI）技術(shù)）技術(shù)孫慶1，秦松濤，秦松濤1，張，張勇2（1重慶交通學(xué)院機(jī)電學(xué)院，重慶交通學(xué)院機(jī)電學(xué)院，400074；2重慶工學(xué)院，重慶工學(xué)院，）摘要：摘要：在汽油機(jī)普遍采用電控技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到較大改善的今天，稀薄燃燒技術(shù)為汽油機(jī)性能的提高提供了廣闊的前景。而HCCI燃燒技術(shù)，是一種集常規(guī)汽油機(jī)和柴油機(jī)于一體的新概念燃燒。本文在介紹HCCI燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析了汽油機(jī)實(shí)施HCCI

2、的可行性，并介紹了HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用化所面臨的問(wèn)題，提出了廢氣再循控制HCCI燃燒過(guò)程的方案等。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：汽油機(jī)稀薄燃燒均質(zhì)混合氣壓燃燃燒技術(shù)廢氣再循環(huán)中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AHomogeneousChrageCompressionIgnition(HCCI)TechnologyUsedFGasolineEngineAbstract：Uptodaymostofgasolineenginesarecontro

3、lledbyelectrictechnology.Thefunctionshasraisestrongly.Theleancombustionskillputagreatfutureintheptfuelinjectionsystem.ButtheHCCItechnologyanewcombustionconceptwhichincpatesthebestfeaturesdiscardsthedisadvantagesofbothtra

4、ditionalsparkignition(SI)gasolineenginecompressionignition(CI)dieselengine.InthisarticlefeasibilityofgasolineenginesthatimplementHCCItechnologyisanalyzedbasedontheintroductionoftheHCCItechnology；theproblemsfacingthepract

5、icabilityofHCCIengineareintroduced；schemewhichcontrolsHCCIcombustionprocessadoptingenginegasrecirculation(EGR)soon.KeyWds：gasolineengineleancombustiontechnologyHCCIenginegasrecirculationEGR1、引言、引言隨著近幾年油價(jià)的不斷攀升以及能源供給的日益緊張，

6、人們對(duì)車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性更加重視，采取了許多有效措施，其中的汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù)，就是改進(jìn)汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要手段。稀薄燃燒指的是發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際空燃比大于理論空燃比的情況下的燃燒，它可以使燃料的燃燒更加完全，同時(shí)，輔以相應(yīng)的排放控制措施，汽油機(jī)的有害排放物CO、HC、NOx、CO2等將大為減少，且稀燃時(shí)燃燒室內(nèi)的主要成分O2和N2的比熱較小，多變指數(shù)n較高，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高，燃油經(jīng)濟(jì)性好。然而，隨著汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及排放法規(guī)

7、的日益嚴(yán)格，特別是“歐Ⅴ”乃至將來(lái)的“歐Ⅵ”法規(guī)對(duì)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)技術(shù)提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前已應(yīng)用的較先進(jìn)的技術(shù)(如柴油機(jī)的高壓共軌和預(yù)噴射、汽圖1HCCI和現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的關(guān)系均質(zhì)混合氣壓燃燃燒方式的出現(xiàn)，有效地解決了傳統(tǒng)均質(zhì)稀薄點(diǎn)燃燃燒速度慢的缺點(diǎn)，是有別于傳統(tǒng)的汽油機(jī)均質(zhì)點(diǎn)燃預(yù)混燃燒、柴油機(jī)非均質(zhì)壓燃擴(kuò)散燃燒和GDI發(fā)動(dòng)機(jī)分層稀薄燃燒方式的第四種燃燒方式。HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)利用的是均質(zhì)混合氣，但它不同于常規(guī)汽油機(jī)的單點(diǎn)點(diǎn)火方式。它通過(guò)提高壓

8、縮比，采用廢氣再循環(huán)、進(jìn)氣加溫和增壓等手段提高缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力，促使混合氣進(jìn)行壓縮自燃，在氣缸內(nèi)形成多點(diǎn)火核，有效維持了著火燃燒的穩(wěn)定性，并縮短了火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和燃燒持續(xù)期。它與柴油機(jī)燃燒方式的不同在于：柴油機(jī)在著火時(shí)刻燃油還沒(méi)有完全蒸發(fā)混合，進(jìn)行的是擴(kuò)散燃燒方式，燃燒速率主要受燃油蒸發(fā)以及與空氣混合速率的影響；而進(jìn)行HCCI燃燒的混合氣在著火以前已經(jīng)均勻混合，進(jìn)行的是預(yù)混燃燒模式。因此，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)兼有傳統(tǒng)汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

9、3、HCCI技術(shù)在汽油機(jī)上運(yùn)用的可行性及優(yōu)點(diǎn)技術(shù)在汽油機(jī)上運(yùn)用的可行性及優(yōu)點(diǎn)3.1HCCI技術(shù)在汽油機(jī)上運(yùn)用的可行性技術(shù)在汽油機(jī)上運(yùn)用的可行性從汽油的理化特性分析，汽油的蒸發(fā)性能好，因而在常溫或稍加熱的條件下容易與空氣形成預(yù)制均質(zhì)混合氣。然而汽油的自燃溫度高，難自燃。預(yù)制均質(zhì)混合氣若實(shí)現(xiàn)壓燃，需要壓縮溫度高于自燃溫度。研究結(jié)果表明，包括汽油在內(nèi)常見(jiàn)的液體燃料，在一定壓力和溫度下都可自燃，只是燃點(diǎn)不同[2]。在高壓縮比汽油機(jī)上，汽油在壓縮

10、溫度900K以上可以著火燃燒[1]。傳統(tǒng)汽油機(jī)利用火花塞點(diǎn)火，需要混合氣穩(wěn)定性好、抗爆性好，無(wú)自燃現(xiàn)象的干擾。而爆震燃燒，正是由汽油的自燃現(xiàn)象引起的，其工作粗暴，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的破壞性大。通過(guò)一般產(chǎn)生爆震的機(jī)理可知，火花點(diǎn)火燃燒與汽油自燃現(xiàn)象的同時(shí)發(fā)生是出現(xiàn)爆震的關(guān)鍵條件。HCCI汽油機(jī)要利用汽油的自燃能力，實(shí)現(xiàn)均質(zhì)混合氣壓縮著火。要避免壓縮壓力和溫度過(guò)高，以及燃燒速度過(guò)快。試驗(yàn)結(jié)果證明，汽油機(jī)在較稀混合氣的情況下，選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣溫度和壓縮比