内燃机复习汇编.docx

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内燃机复习汇编

发动机评价体系提出了非常全面的发动机评价指标体系：

动力性、经济性、可靠性、适应性、紧凑性等。

理论循环假设

（1）工质为理想气体。

不考虑进排气过程，无工质交换；

（2）燃烧过程用缸外热源加热代替；（3）以向低温热源放热代替向大气换热，保证缸内工质温度、压力复原；（4）压缩与膨胀过程均为可逆过程

实际循环与理论循环的区别：

1）实际工质（燃气空气循环）

（1）工质成分在燃烧中是变化的

（2）工质比热容随温度上升而增大（3）高温分解（4）燃烧前后分子数发生变化

2）传热损失3）涡流和节流损失4）换气损失5）燃烧时间损失（燃烧、喷油速度）6）燃烧损失（后燃、不完全燃烧）7）泄漏损失

绝热发动机提高效率的四大途径1）提高热能转换效率2）杜绝散热能损失（绝热发动机）3）回收排气能（复合发动机）4）有效利用发动机输出功，降低各种损失（对整车更关键）。

绝热发动机的问题①效率问题简单采用绝热，效率下降!

燃烧规律变，边喷边燃②可靠性低。

陶瓷材料脆、抗冲击性差，结合工艺难保证；高温润滑问题。

③大量传热量在排气过程传出55~60%，燃烧过程只占~15%。

绝热后，由此指示功只能提高~3~5%。

④换气质量变差（高温）⑤NOx大增Tzmax增；⑥排气能回收装置，使车体积重量增加，影响整车效率的提高。

理想的“绝热复合式发动机”采用了4项技术：

1）绝热；隔绝缸内传热损失。

2）涡轮增压保证换气质量。

3）动力涡轮；回收排气的压力势能。

4）蒸汽涡轮（兰肯循环）；回收排气的高温热能。

排气能回收的其它方式1）利用压力波动2）取暖3）二级膨胀式发动机不成功：

机械损失>收获4）回热式发动机

内燃机可靠性的三大难点问题⑴润滑⑵冷却⑶热负荷

•全寿命成本与维修成本，可靠性与油耗•降低排放也要求更高的可靠性•1）加强气流（利用收口燃烧室加强挤流与逆挤流）•2）强化后燃（促使C烟等氧化）•3）HCCI燃烧（燃烧速度快、压力波动大）•4）通过强化，减少排放率指标•5）提高壁面温度减少CH排放（激冷、淬熄）

热应力产生的原因

（1）零部件的受热膨胀或冷却收缩受到外界约束；

（2）结构体两构件之间的温差；（3）零部件内的温度梯度；（4）线膨胀系数不同材料的组合；（5）材料内部夹杂；（6）材料的各向异性，等等。

解除热变形约束的措施

（1）去除或削弱材料胀缩方向的约束力

（2）在材料胀缩方向上开槽（3）减小材料胀缩方向上的刚度（4）使材料的胀缩率线形化（5）人为制造裂纹

配气相位进排气阀开启和关闭的时刻一般以距死点位置的曲轴转角来表示，称为配气相位，或气阀定时

湍流流动的作用对汽油机①火焰传播速度②燃烧速率③循环变动④稀燃极限，等。

对柴油机①混合速度扩散燃烧速度；湍流扩散速度远远大于层流分子扩散速度。

②效率③C烟排放，等。

内燃机缸内流动的形式涡流、滚流、压缩挤流、膨胀逆挤流、副燃烧室向主燃烧室的喷流与紊流、局部微涡流

燃烧对湍流的要求为了改善汽油机的燃烧，要求在上止点附近燃烧室内产生出强湍流。

湍流可以由上述多种流动成分直接或间接（破碎）形成。

要求：

湍流强度高+湍流尺度小。

目的：

汽油机：

提高火焰传播的速度+增大燃烧速率。

柴油机：

加快混合、扩散

涡流特点

（1）压缩过程衰减作用强

（2）压缩上止点残余湍流动能小——对燃烧不利（3）在上止点处高频成分多——对燃烧有利（4）具有周向热分层效应——有利于提高空气利用率（5）具有轴向成分分层作用

滚流特点：

（1）压缩过程中不断变形，但能量损失较小

（2）在上止点附近破裂，产生高强度、小尺度滚流（3）在上止点前产生最大湍流强度（有利于燃烧）（4）80%是低频成分（相对高频成分，对混合作用稍差）（5）总的残余湍流动能滚流涡流（初始能量一定）（6）具有旋转轴向分层作用。

滚流对燃烧的促进作用>涡流。

充分发展湍流的主要特征：

（1）大雷诺数时才出现。

非线性起主导作用非线性惯性力的不稳定作用远远超过粘性力的稳定作用

（2）不规则性与随机性（3）扩散性（比分子扩散性大3~4个数量级）与耗散性对柴油机扩散燃烧极为重要。

但湍流总是耗散的，很小尺度涡流成为耗散涡。

要维持湍流需要不断补充能量平均流的速度梯度、离心力、燃烧反应等。

（4）三维涡旋脉动（5）连续性；宏观上连续，满足N-S方程。

分子运动是离散的，湍流运动则可视为连续的。

湍流涡团的最小尺度仍远远大于分子的运动尺度。

因此可以用连续介质力学的方法来描述湍流运动（6）湍流是流动。

（7）湍流大尺度涡团具有拟序（一定的有序）性和间歇（一定的周期）性

积分尺度ℓI和积分时间尺度τI积分尺度ℓI表征的是流场中的大涡的尺度。

同一个涡内的流动具有相关性，积分尺度ℓI可用气流中相临任意两点脉动速度的自相关系数的积分值来表示：

湍能的耗散率在不可压缩粘性流体中，由于分子粘性而引起的机械（动能）耗散为：

其中Sij为平均流的应变率张量。

湍流脉动动能的耗散率类似地定义为：

前两项各向同性耗散，后一项为各向异性耗散，在高雷诺数下前者远远大于后者，故有：

湍能耗散率ε的物理意义：

单位质量流体微团在单位时间内由于湍流脉动而通过分子的粘性所引起的不可逆地转化为热能的那一部分湍能。

反映湍流能量耗散的小尺度涡：

Kolmogorov长度尺度ℓK和时间尺度τK耗散涡是叠加在大尺度气流上，是大涡不断破裂所形成的。

影响当地流型，产生能量耗散（动能耗散为热能）。

这一最小的湍流流动结构尺寸用ℓK表示，它决定于单位质量能量的耗散速率ε和流体运动粘度ν，定义为：

时间尺度τK表征最小湍流结构的动量扩散时间，它的定义为：

能谱分区①大涡区：

占总动能20%，大涡变化慢、稳定、各向异性明显、受外界条件制约，对扩散、分层很重要。

②载能涡旋区：

占动能的主体部分，取决于耗散率ε、粘度ν和时间。

③统计平衡区：

前段转换的能量大于耗散。

湍流特性不受外界条件的影响，完全受内部因素ε和ν支配。

④惯性小区：

前段转换能量耗散，决定能谱的只有一个ε⑤粘性逸散小区：

粘性耗散大Dt——湍动扩散系数

湍流模型主要可以分成哪几大类湍流粘性系数方程，单方成模型——湍能的k方程模型，双方成模型——k-ε模型，雷诺应力模型，代数应力模型，非粘性涡粘度模型，等。

雷诺应力：

雷诺方程增加了脉动速度相关矩

：

即为雷诺应力。

它是一个二阶张量。

反映的是湍流脉动所引起的穿越流体单位面积上的动量输运率。

常用的湍流模型有混合长度模型、亚网格尺度模型、单方程模型、k－双方程模型、（重整化群）RNGk－模型和雷诺应力模型（RSM）等。

每一种模型都有其弱点，都是较适合于某一种流场和流态

混合长度ℓm。

表示湍流涡团在随机运动中能保持自由前进而不与其它涡团相撞的距离（并不符合物理真实），并认为速度尺度

普朗特混合长度理论基本思想：

将湍流脉动比拟于分子运动

单方程模型的核心思想是用湍能的均方根值

作为湍流脉动的速度尺度。

它综合反映了空间三维湍流脉动的强度，消除了混合长度理论中μt随平均流速度梯度趋于零的问题。

标准k-ε模型推导过程中的假设：

（1）忽略了质量力（k方程）

（2）为不可压粘性流体（k方程）（3）各向同性等（ε方程）

代数应力模型ASM：

基本思路：

将雷诺应力的输运方程简化为代数表达式，保留其能反映湍流各向异性的特点。

自由湍动射流的一般特性：

初始射流与静止流体间形成速度不连续的间断面；速度不连续间断面不稳定产生波动发展成涡旋引起湍动；•射流的卷吸现象；•射流的卷吸、扩散和掺混产生射流阻力射流边缘速度降低；•射流分成三段:

初始段、过渡段、主体段•初始段：

出口边缘（减切层）掺混、减速，保持出口速度的势流核的面积逐渐缩小，在初始段结束处减为零。

•过渡段：

在初始段与主体段之间，很短，常不考虑。

•主体段：

湍流充分发展以后的射流段。

•主体段射流上下边界的延长线，交汇于o点——射流的虚源。

•所有各断面上的无量纲速度分布重合度很高。

燃油的破碎机理的六个阶段（定性的角度）1.通过喷孔或环形缝隙，把燃油伸展成油柱或锥形空心油片；2.在油柱或油片的表面出现波纹和扰动；（空气分子的作用）3.在表面波和扰动的作用下，在油柱或油片的表面形成油线或空洞；4.油线的分裂或空洞的扩大产生较大的油滴；5.大油滴在各种外力（气体动力、表面张力、粘性力等）的作用下发生振动，分散成小油滴；6.小油滴之间的碰撞可能产生更小油滴或聚合成较大油滴。

7.油滴可能碰壁，产生附壁、反弹等问题。

喷雾场分区

（1）极稀薄区喷雾场外围，扩散至此的油已经雾化，而且很少，质量和体积均可以忽略，油滴之间无相互作用，可以只求解气相方程，以便考虑气流对油气的混合作用。

（2）稀薄区油滴质量不可忽略、但体积所占比例小，可以忽略。

油滴间距离远，可以不考虑油滴间的直接相互作用，可以通过交替求解气相和颗粒相的控制方程组，以体现两者之间的耦合。

（3）稠密区需要考虑油滴间的直接作用（碰撞、聚合、破碎等）和间接作用（靠近影响），但是油滴以离散态出现。

可以借助于统计力学的方法考虑碰撞问题。

（4）翻腾流区在液核附近，油与气相当，甚至更多，油不能在空气中弥散开来形成油滴，而是以薄片、丝、网的形式出现。

翻腾流是雾化过程的第一步。

对揭示雾化机理有重要意义。

影响油束特性的参数：

（1）喷孔出口处的流动状态；

（2）喷孔内部的孔穴效应；（3）射流速度和湍流；（4）液体与气体的物理和热力学状态，等。

Taylor泰勒类比破裂模型—TAB模型：

用研究质点振动的方法类比地研究油滴破碎问题。

设油滴直径为a，振幅为x，若x>a，则认为油滴破碎

KH波模型：

液体在高压下通过小圆孔喷入静止的不可压缩气体中的射流破碎问题。

即圆柱液体射流表面受到外来小扰动作用下的稳定性问题。

当生长率ω为最大Ω时，是表面波幅值最大时，也是最容易破碎的情况。

线性源雾化模型：

RT破碎模型初始大油滴以极高的速度在空气中运动，受到空气阻力而急剧减速，往往导致油滴背风面不稳定而分裂出小的油滴。

可用类似于分析KH波的方法求：

非定常蒸发：

假设：

（1）球形油滴；

（2）油滴温度均匀；（3）周围完全是热空气，压低，不会被液体吸收；（4）油滴与空气间无运动；（5）不计算重力。

定常蒸发：

假设：

油滴本身含能量很少，蒸发完全靠外界传热。

相对速度为0（Re=0），pv∞=0，油滴性能参数一定dρℓ/dt=0

结合柴油机的实际情况，将油滴碰壁模型分成三类：

第一类粘附模型[高速（高Weℓ）]：

油滴到达壁面后粘附在壁面上继续蒸发。

F（壁温、粗糙度、入射角等）第二类反射模型[低速（低Weℓ）]：

油滴到达壁面后做镜面反射。

第三类射流模型[高速（高Weℓ）]：

油滴到达壁后切线方向离去。

模型没有考虑的问题：

1.高温、高密度空气中油束的二次破碎问题；2.密集油束和较松散油束碰壁后的情况不同；3.碰壁后油膜运动和油滴飞溅同时存在；4.油膜运动本身是一个动态过程，还受壁面和空气传热的影响。

有待深入研究的问题

（1）喷孔内部流动对高速油滴破裂的影响（孔穴现象和湍流情况）；

（2）油滴在运动中的变形、丝状化和液膜的生成与伸展对雾化的影响；（3）油束与燃烧室壁面碰撞（可以计算）；（4）燃油滴群多组分蒸发；（5）表面波理论中气体粘性效应（切向应力）对油滴破碎过程的作用（目前只考虑液-气界面上的法向应力）；（6）目前所有油滴破碎模型都不能确定破碎时油滴尺寸分布规律以及完成油滴破碎的时间（只是开始破碎的时间）；等。

柴油重整与高品质化：

①减少柴油机中的含硫量（<0.05%质量），以减少硫酸盐的生成和催化剂中毒；②提高十六烷值以缩短着火延迟期，减少NOx生成；③减少芳香烃（碳链稳定，易产生碳烟）的含量，特别是减少多环芳香烃成分以减少PM生成。

要达到欧3以上标准必须用这种新配方柴油。

内燃机代用燃料必须具备的条件混合气热值与汽油、柴油的相当。

气化或雾化迅速。

燃烧迅速。

保证在60℃A内完成燃烧。

排放达到要求。

价格适当。

来自非石油系原料或能节省石油系原料。

具有再生或应急性质。

汽油机掺烧醇类的综合特点1.压缩比（普通汽油机一般在8~9.5之间）掺醇率在15%~20%以上时，应该增加压缩比至9~10；以醇类为主燃料时，压缩比可增至11~14；纯甲醇发动机的压缩比可达14~16；极限情况可达18。

热效率可大幅度提高。

由于柴油机压缩比本来很高，不存在增加压缩比问题。

2.功率和转矩；低热值只有约汽油、柴油的一半。

由于热效率提高，燃料只需增加50%~70%但混合气的热值还高于汽油和柴油混合气。

只要保证供油……3.经济性、能耗率；油耗率g/（kW.h）远高于燃用汽油和柴油的内燃机。

但掺烧15%乙醇，在提高压缩比，加大量孔后，其油耗率大致与汽油机相仿，而且略低一点，能耗率却明显低于原汽油机。

4.热效率高（和能耗率低有关）

甲醇燃料使用中的问题1.甲醇本身有毒，要实现对甲醇的科学管理，以确保人身安全。

2.有非常规排放（甲醇、甲醛），要制定相关的限制法规。

同时，采用催化器可以将甲醛排放降低到接近零。

3.甲醇沸点低（65℃），容易在供油系统内产生高温气阻。

4.蒸发潜热大，冷启动困难。

5.吸水性很强，既要防火、也要防湿。

6.甲醇与柴油的混合很难，和汽油也存在相分层问题。

7.由于供油、压缩比、燃料的蒸发性、燃烧速度等均发生了变化，需要调整点火或供油提前角。

8.甲醇对金属有腐蚀性，甲醇对橡胶件有溶涨性。

乙醇燃料使用中的问题1.乙醇本身无毒。

2.低热值较高。

3.乙醇与汽油混合容易制成混合燃料。

但也难以长期稳定，也需要添加甲醇汽油稳定剂。

4.乙醇的粘度（~1.7）远高于汽油（~0.65~0.85），流动阻力大，高速、高负荷时功率有可能上不去。

植物油的特性1.热值接近柴油。

2.常温粘度比轻柴油高一个数量级，但其粘-温特性非常陡峭，高温下（喷孔处）粘度与轻柴油相当。

3.十六烷值32~51之间。

4.滞燃期比轻柴油长，但燃烧速度高。

5.植物油是含氧燃料~11%。

6.植物油是可再生燃料。

7.可以就地取“材”，因地制宜，择油而用。

不存在长途运输问题。

生物柴油使用中的问题1.生物柴油一般残炭含量较高，发动机容易积碳，导致磨损加剧。

2.生物柴油的浊点、凝点较高，低温流动性差，必要时要添加流动性能改进剂。

3.生物柴油氧化安定性差，容易生成老化产物，会造成滤清器堵塞，排烟增大和启动困难。

4.生物柴油总含有一定的游离甘油，会使供油系堵塞，腐蚀发动机以及生成黑烟。

F-T油

（1）F-T油是优质的柴油替代产品。

（2）硫、芳香烃含量低，以及馏程温度低，重分子少，都有利于降低PM、HC有利。

（3）粘度低，应与柴油混合使用，最常见的是

F-T50柴油，也可加入生物柴油。

（4）凝点高，不适合在低温下使用。

（5）原始油生产投资成本高，但发动机改装成本几乎为零。

二甲醚DME燃料（有可能考）

二甲醚内燃机的燃烧1）速燃期的燃烧速度相对很缓慢，占燃烧持续期的一半。

2）通过调整喷射条件,有可能做到在燃烧开始时没有通常的“燃烧峰值”出现,噪声明显降低。

3）DME有着高达65的十六烷值,其着火延迟短，燃烧柔和。

4）燃烧无明火，辐射传热少，压力变化小，传热系数小，传热量少，热负荷低，可靠性高。

5）利用DME的柔和燃烧特性，可以用于研究HCCI燃烧方式。

二甲醚内燃机的燃烧匹配-供油与喷雾1）供油压力可以不高<30MPa（蒸发好），用专门的低压共轨供油系统2）喷射现象。

在喷射开始的那一刻,喷雾有一个快速的宽展（侧向扩展）,其后则继续作常态运动。

第二是喷出的开头部分的燃料趋向于从喷出燃料中脱落,迅速减速,然后被其后的喷雾所穿透、汽化,成为喷雾的主体。

这种现象的成因及重要性至今仍未弄清楚（一家之词）。

3）ＤＭＥ的喷雾锥角较柴油大,表面的扰动和变形也较柴油大，卷吸作用强,这会使得ＤＭＥ与空气的混合较柴油好，空气利用率高。

由于ＤＭＥ在喷出以后就迅速蒸发,使得喷雾行进阻力增加,另外ＤＭＥ的表征射流破碎程度的韦伯数Ｗｅ较大,这些因素使得ＤＭＥ的喷雾锥角增大,喷雾贯穿度减小。

射程~1/2柴油机。

4）柱塞直径要加大（高油量），喷孔直径要加大。

5）实用喷油器没有回油路（回油为气态，实用不允许）6）蒸发性好，混合雾化好，对缸内气流要求不高。

二甲醚内燃机的排放与噪声1）无C烟（无C-C链）2）NOx低。

与采用预喷射的发动机相当。

如果减小喷油提前角，NOx下降的幅度远大于柴油机。

3）噪声较小。

与传统柴油机相比，燃烧噪声可降低10~15dB，处于汽油机水平。

4）CH3-O-CH3的直接排放物不损害臭氧层，对土壤和水也没有危害。

5）排放物中有一定量的甲醛。

二甲醚内燃机的工作组织1）同样的功率，二甲醚内燃机的供油量几乎要增加一倍（1.7~1.8）（供油负担、使用经济性、油箱容积）2）二甲醚的可压缩性强，供油压力上不去，还易产生压缩振动，容易产生二次喷射。

控制难。

3）沸点低，易汽化产生气阻，同时也严重影响供油，易产生不稳定喷射。

要用冷却的办法控制燃料的温度。

4）二甲醚的粘度很低，泵和油路泄漏和泵磨损均较严重。

需要加润滑添加剂（2%蓖麻油），或用掺混燃料，否则泵只能稳定工作30min，就会产生严重磨损。

泵凸轮轴腔、曲轴箱要采用强制通风。

5）DME是一种很强的溶剂,能够溶解多种材料。

燃料设计——采用多种燃料（包括清洁燃料在内），按一定比例混合，制成混合燃料，使其综合的理化性能最适合某类发动机的需要。

“燃料设计”概念的提出将当前对单一燃料的研究走向对混合燃料的开发，大大扩充了燃料研究的范围，形成了一个重要的研究方向。

点燃燃烧技术研究的重点

（1）组织缸内气流，实现对流动的形式和强度控制

（2）分层充气和稀燃技术（3）进气道喷射方式和缸内直喷技术（4）排气后处理技术

稀燃燃烧的优点

（1）提高指示热效率ηit。

燃烧温度低，离解损失、传热损失减少，不完全燃烧的量减少。

（2）NOx排放下降（3）爆燃倾向小，可以采用高压缩比（4）可以不用节气门以减小泵气损失，特别有利于改进部分负荷的性能

稀燃的技术难点

（1）燃烧缓慢，燃烧持续期长

（2）循环变动大（3）HC排放增加（氧化催化转换器）（4）汽车的操纵性能下降（负荷控制敏感度下降）（5）排气后处理困难（特别是富氧条件下NOx的还原）

改善稀燃燃烧稳定性等的措施

（1）高能点火：

点火能量100~120mJ（常规30~50mJ）

（2）分层燃烧（3）仅仅在中低负荷用稀燃、分层技术，而高负荷依然用均值化学计量燃烧。

需要两套控制模式。

汽油机R-W多变指数法假设：

（1）未燃混合气的变化过程为平均多变过程；

（2）点火时缸内充量是均匀的；（3）火焰面足够薄

柴油机燃烧

燃烧噪音机理：

压力升高率高。

成因分析：

①柴油机速燃期燃烧速率高滞燃期准备的可燃混合气多。

②汽油机爆燃（4~6kHz高频噪音），汽油机正常的燃烧噪音占次要地位。

降低柴油机燃烧噪音的技术措施：

①提高十六烷值②预喷射、分段喷射高压共轨、可控喷射③燃烧室几何形状、气体流动④冷却系统改进

提高升功率技术方向：

（1）柴油机转速n；

（2）内燃机冲程数；（3）进气密度s—增压中冷；（4）充量系数c—多气门（5）过量空气系数a（6）循环指示效率it（7）内燃机机械效率m

燃烧放热规律的求取方法：

1）通过实测缸内压力求得2）通过化学反映动力学的燃烧机理或以油滴燃烧理论出发建立半理论、半经验的燃烧方程。

3）模拟试验（燃烧弹，温度场测量）4）仿真（燃烧模型）

放热规律是诊断燃烧组织是否良好的有效手段

棚泽模型该模型从燃油喷雾的粒度分布出发，按单一油滴的蒸发和燃烧来估计放热率。

预混合点燃燃烧：

优势1燃烧速度快2等容度高利于提高燃烧效率3最高温度高利于提高热效率4预混合空气利用率高5无局部过浓问题无C烟排放6燃烧速度先慢后快噪音低7最高燃烧速度慢负荷小可高速升功率高。

问题1存在爆燃问题压缩比低热效率低CO2排放高2混合气浓CO排放高3混合气浓缝隙效应强CH排放高4量调节泵气损失大热效率低5有节气门性能随工况变化大经济区范围窄

扩散压燃燃烧：

1不存在爆燃问题压缩比高热效率高CO2排放低2混合气稀CO排放低3混合气稀缝隙效应弱CH排放低（机油消耗高）4质调节泵气损失小效率高5无明显高温火焰面NOx稍低6最高温度低利于降低NOx7多点起燃，循环波动小。

问题1平均燃烧速度慢等容度低+高Tmax低不利于提高燃烧效率2最高燃烧速度高pzmax、dp/dφ高负荷高难高速升功率、噪音低3空气利用率低4需要组织缸内油气匹配5易局部过浓C烟排放高

均质充量压缩燃烧-HCCI

问题：

1.多种高技术组合，难度大；2.单HCCI只适用于中低负荷；适用范围窄。

3.两套供油系统（HCCI低压进气管喷油（汽油等易挥发燃料）+常规缸内高压喷油；或者用高压共轨采用两套供油方式（柴油），对HCCI要在进气过程喷油）；4.两套控制策略；HCCI+DI或HCCI+SI；5.控制、协调复杂；6.易局部熄火HC，CO增加7.起燃点难以控制

HCCI的燃烧特征大多数燃料的HCCI燃烧表现出独特的二阶段放热，第一阶段放热和主放热阶段。

第一阶段放热与低温动力学反应有关，此时是冷焰、蓝焰。

在第一阶段放热与主放热阶段之间有一个时间延迟,延迟时间主要由这些反应的负温度系数状况NegativeTemperatureCoefficientRegime（NTCR）决定的。

用光学诊断的方法来研究HCCI的燃烧过程发现第二阶段燃烧是多点同时进行的，一旦开始着火，混合气迅速燃烧且没有可视火焰传播，因此，一般认为HCCI的完全燃烧仅由化学动力学控制。

HCCI燃烧没有一般燃烧中的流动，但局部仍然存在不均匀物质，有局部波动现象，所以，尽管没有前端火焰，HCCI的放热率并不是由化学反应速率来控制的。

有人提出破碎湍流漩涡对HCCI燃烧放热率有重要影响，这一问题现在仍然有争执。

HCCI的排放特征1.NOx。

由于HCCI燃烧方式采用超稀薄均质混合气，在燃烧室内不产生局部高温区，燃烧点的过量空气系数很大，燃烧温度低，整个气缸的平均温度也比较低，因而NOx排放可比常规柴油机的减少90%~98%HCCI的NOx排放随负荷的增加而增加，在高负荷时be和NOx急剧增长，其指标比一般发动机差得多。

HCCI只适用于中、低负荷。

2.PM。

由于HCCI没有扩散燃烧，也没有过浓区存在，因此PM和烟度的排放均较低。

但有一例外，即燃油喷到缸壁上，由于缸内气流弱，则PM排放增加。

3.HC和CO排放。

HCCI的HC和CO的排放比普通柴油机要高，其原因是稀混合气和高EGR率，使燃烧温度低，减少了HC和CO燃烧后再氧化的可能，此外混合气体制备（如向气缸早喷油）可能使油束碰到气缸壁，使HC增加；均匀油气使缝隙效应也加强。

HCCI的燃油经济性由于HCCI为均质多点燃烧，着火持续期非常短。

运行接近理想的Otto循环，稀燃φa=3~9，压缩比可高达21，燃料均布的低温氧化反应和不发光的燃烧使热辐射损失减少，有利于提高指示效率，足以抵消低温带来的效率下降。

因此，HCCI部分负荷运行时比直喷柴油机有更低的燃油消耗率。

HCCI的燃烧控制是HCCI的难点。

过早起燃可能会产生非常剧烈的燃烧，控制不好又易失火。

影响燃烧相位的因素很多，但在各种条件、工况下都能控制好很难。

用增压的方法保持大的空燃比运行达到非增压机的功率。

HCCI燃烧技术尚待解决的问题1.随发动机转速和负荷改变控制着火定时。

2.在高负荷运行时燃烧率的控制（使放热率放慢，限制噪声或过高燃烧压力）3.发动机冷起动（常规模式）4.发展排放控制系统（特别是低负荷HC和CO排放）5.发动机变工况运行（均质的HCCI运行范围窄,准确控制难）6.发展发动机的控制策略和系统（闭环反馈系统）以及研制相应的传感器7.开发合适的燃料（包括混合燃料）。

蒸发好又易压燃8.保证多缸机各缸的均匀性9.HCCI的燃烧模拟

预混稀薄燃