HCCI發動機負氣門重疊注入效應和汽油燃燒沖擊的試驗研究

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HCCI發動機負氣門重疊注入效應和汽油燃燒沖擊的試驗研究

研究了汽油直噴均質混合氣壓燃（HCCI）發動機的負氣門重疊（NVO）現象和燃燒技術。試驗在可變氣門的情況下進行，使NVO曲柄角在157°到182°之間變化。在NVO期間，燃料直接噴射到氣缸中，并且從壓縮排氣的早期階段到廢氣擴展后期，噴射定時是變化的。利用傅立葉變換紅外分析系統和進氣口簡單氣體取樣方法，分析在NVO期間燃料組合物重整的變化。在排氣壓縮發生燃油噴射后，重整的結果是燃料中高達10.2%C被轉化成CO2。此外，對NVO噴射定時和燃燒空氣過剩率的影響也進行了研究。發現燃燒定時之前的壓縮排氣期間燃料噴射是延遲的，同時排氣擴散期間燃料噴射由于NVO效應也延遲。

HCCI燃燒系統與火花點火和柴油機燃燒相比，其主要優點是可以大量減少NOx的排放量。另外，快速熱釋放速率以及達到近乎理想的奧托循環相比于火花點火式發動機，提高了熱效率。為了使汽油自動點火，有必要引進高能量到缸內。2沖程發動機的大量殘留物充分提高氣缸內的溫度，使其可以自動點火。在4沖程發動機，HCCI燃燒可以許多方式實現。在此燃燒系統的早期試驗中，廣泛使用進氣預熱，通常還同時提高壓縮比。然而，這種技術并不適用于發動機，實際生產中大多數使用的可行解決方案是利用NVO技術，引入額外的能量進入氣缸內部進行廢氣再循環（EGR）。NVO技術使得高辛烷值的燃料（汽油等）在典型的火花點火式發動機無空氣預熱的情況下實現自動點火。為了阻止氣缸中排出過多廢氣，排氣門在排氣沖程上止點（TDC）之前封閉。為了避免氣體向進氣口回流，氣門的開度延遲，這種技術也被稱作受控自動點火（CAI）。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第117卷

作者：Jacek Hunicz et al

編譯：祁祥