HCCI发动机负气门重叠注入效应和汽油燃烧冲击的试验研究



HCCI发动机负气门重叠注入效应和汽油燃烧冲击的试验研究

研究了汽油直喷均质混合气压燃（HCCI）发动机的负气门重叠（NVO）现象和燃烧技术。试验在可变气门的情况下进行，使NVO曲柄角在157°到182°之间变化。在NVO期间，燃料直接喷射到气缸中，并且从压缩排气的早期阶段到废气扩展后期，喷射定时是变化的。利用傅立叶变换红外分析系统和进气口简单气体取样方法，分析在NVO期间燃料组合物重整的变化。在排气压缩发生燃油喷射后，重整的结果是燃料中高达10.2%C被转化成CO2。此外，对NVO喷射定时和燃烧空气过剩率的影响也进行了研究。发现燃烧定时之前的压缩排气期间燃料喷射是延迟的，同时排气扩散期间燃料喷射由于NVO效应也延迟。

HCCI燃烧系统与火花点火和柴油机燃烧相比，其主要优点是可以大量减少NOx的排放量。另外，快速热释放速率以及达到近乎理想的奥托循环相比于火花点火式发动机，提高了热效率。为了使汽油自动点火，有必要引进高能量到缸内。2冲程发动机的大量残留物充分提高气缸内的温度，使其可以自动点火。在4冲程发动机，HCCI燃烧可以许多方式实现。在此燃烧系统的早期试验中，广泛使用进气预热，通常还同时提高压缩比。然而，这种技术并不适用于发动机，实际生产中大多数使用的可行解决方案是利用NVO技术，引入额外的能量进入气缸内部进行废气再循环（EGR）。NVO技术使得高辛烷值的燃料（汽油等）在典型的火花点火式发动机无空气预热的情况下实现自动点火。为了阻止气缸中排出过多废气，排气门在排气冲程上止点（TDC）之前封闭。为了避免气体向进气口回流，气门的开度延迟，这种技术也被称作受控自动点火（CAI）。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第117卷

作者：Jacek Hunicz et al

编译：祁祥