均质混合气压燃烧技HCCI.docx

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均质混合气压燃烧技HCCI

HCCI发动机需要突破的关键技术发动机需要突破的关键技术1由于由于HCCI的同时压燃和放热，瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压的同时压燃和放热，由于的同时压燃和放热有可能会产生爆震的现象，所以必须降低混合气的空燃比，力，有可能会产生爆震的现象，所以必须降低混合气的空燃比，这就需要HCCI在稀燃状态下工作，排气的温度也比较低，使得发动机较在稀燃状态下工作，需要在稀燃状态下工作排气的温度也比较低，难采用涡轮增压。

难采用涡轮增压。

2着火定时的控制着火定时的控制与传统火花点火汽油机和柴油机不同，与传统火花点火汽油机和柴油机不同，HCCI燃烧过程中着火定时不燃烧过程中着火定时不受火花点火或喷油的直接控制，受火花点火或喷油的直接控制，而是由空气和燃料所组成的混合气的自动点火的化学反应决定。

在大范围的转速和负荷内，自动点火的化学反应决定。

在大范围的转速和负荷内，尤其是在快速的瞬态工况下，HCCI发动机着火定时的控制成为HCCI发动机面临的瞬态工况下，HCCI发动机着火定时的控制成为HCCI发动机面临发动机着火定时的控制成为的主要挑战。

目前控制着火定时的主要措施有:

直接调节进气温度直接调节进气温度、的主要挑战。

目前控制着火定时的主要措施有直接调节进气温度、改变EGR率调节缸内混合气的温度和成分、可变压缩比率调节缸内混合气的温度和成分、改变率调节缸内混合气的温度和成分可变压缩比（VCR控制控制混合气在TDC时的温度、可变气门定时时的温度、混合气在时的温度可变气门定时（VVT改变缸内的残余废气改变缸内的残余废气量和有效压缩比，燃油喷射定时（在直喷式系统中在直喷式系统中以及使用燃油添加量和有效压缩比，燃油喷射定时在直喷式系统中以及使用燃油添加剂来改变混合气的活性等。

其中可变压缩比和可变气门定时最有发展剂来改变混合气的活性等。

其中可变压缩比和可变气门定时最有发展潜力，但是在成本和可行性方面还需要进一步的研究。

潜力，但是在成本和可行性方面还需要进一步的研究。

3.运行范围的拓展运行范围的拓展HCCI发动机在中低负荷可以很好地运行。

但是在高发动机在中低负荷可以很好地运行。

发动机在中低负荷可以很好地运行负荷时，混合气加浓，燃烧速度过快，压力升高率过大，负荷时，混合气加浓，燃烧速度过快，压力升高率过大，燃烧非常剧烈，发生爆震现象，燃烧非常剧烈，发生爆震现象，同时由于燃烧温度升高NOX排放过高在过低负荷时，燃烧效率过低，并且着火排放过高;在过低负荷时排放过高在过低负荷时，燃烧效率过低，困难。

因此HCCI燃烧被限定在一个有限的运行范围内。

燃烧被限定在一个有限的运行范围内。

困难。

因此燃烧被限定在一个有限的运行范围内HCCI运行范围除了需要向高负荷范围拓展外，还需运行范围除了需要向高负荷范围拓展外，运行范围除了需要向高负荷范围拓展外向低负荷范围拓宽，提高低负荷时HCCI燃烧的稳定性、燃烧的稳定性、向低负荷范围拓宽，提高低负荷时燃烧的稳定性燃油经济性和排放性能，其中包括低怠速和冷启动工况。

燃油经济性和排放性能，其中包括低怠速和冷启动工况。

目前，双模式运行策略，即在中低负荷使用HCCI燃目前，双模式运行策略，即在中低负荷使用燃烧模式，烧模式，而在大负荷或过低负荷时转入传统火花点火燃烧或柴油机燃烧模式，成为了HCCI发动机的一大研究热点。

发动机的一大研究热点。

或柴油机燃烧模式，成为了发动机的一大研究热点这种双模式运行策略充分利用HCCI的优点，但是燃烧模的优点，这种双模式运行策略充分利用的优点式之间的切换又增加了系统的复杂性。

式之间的切换又增加了系统的复杂性。

4.碳氢碳氢（HC和一氧化碳和一氧化碳（CO的控制的控制碳氢和一氧化碳HCCI发动机中的发动机中的HC和CO排放通常较高。

特别是中排放通常较高。

发动机中的和排放通常较高低负荷时，由于HCCI燃烧温度过低，靠近缸壁处的燃油燃烧温度过低，低负荷时，由于燃烧温度过低无法燃烧，同时由于温度过低缸内的CO无法被完全氧化，无法燃烧，同时由于温度过低缸内的无法被完全氧化，无法被完全氧化排放大幅度增加。

故HC和CO排放大幅度增加。

同时由于缸内的混合气均匀，和排放大幅度增加同时由于缸内的混合气均匀，在压缩冲程时缝隙中进入了一部分燃油混合气，在压缩冲程时缝隙中进入了一部分燃油混合气，这部分混合气在膨胀冲程重新返回气缸内，增加了HC排放排放。

合气在膨胀冲程重新返回气缸内，增加了HC排放。

可以通过壁面绝热、壁面催化涂层和减小活塞头部与气缸的间通过壁面绝热、隙来降低壁面淬熄。

隙来降低壁面淬熄。

通过增压和增加进气温度同样可以降排放。

的排气温度较低，低HC排放。

另外，由于排放另外，由于HCCI的排气温度较低，导致后的排气温度较低处理催化转换效率过低，处理催化转换效率过低，因此出现了开发低温氧化型稀燃催化剂的需求。

催化剂的需求。

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