二級(jí)充量分層策略對(duì)低溫燃燒過(guò)程的調(diào)控規(guī)律

龍騰淵，楊 燦，徐浩成，王紀(jì)方，成曉北

(1.華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，武漢 430074；2.重慶紅江機(jī)械有限責(zé)任公司，重慶 402160)

低溫燃燒(LTC)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種很有前途的燃燒技術(shù)，該燃燒模式在實(shí)現(xiàn)高燃燒效率、超低排放方面具有巨大的潛力[1].針對(duì)未來(lái)超低排放，人們提出了不同的內(nèi)燃機(jī)新型燃燒模式，如均質(zhì)壓燃(HCCI)、預(yù)混合充量壓燃(PCCI)、LTC、預(yù)混合分層壓燃(PSCCI)等，綜合來(lái)說(shuō)，就是結(jié)合了汽油機(jī)和柴油機(jī)燃燒模式的特點(diǎn)，采用預(yù)混、壓燃的燃燒方式，降低火焰溫度，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的高效清潔燃燒[2].低溫燃燒模式的火焰溫度較低，一般在2 200 K 以下，可以有效降低氮氧化物的形成.并且，較低的火焰溫度也會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失，因此使得發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率得到了一定程度的提高[3].雖然低溫燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)分別獲得了汽油機(jī)和柴油機(jī)的低排放和高效率的優(yōu)點(diǎn)，卻失去了控制上的便利性.為了使得低溫燃燒模式的適應(yīng)工況得到拓展，并實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程的控制，低溫燃燒的研究方向逐漸由強(qiáng)調(diào)混合氣的完全均質(zhì)向混合氣分層發(fā)展.

HCCI 燃燒模式主要受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制，對(duì)于缸內(nèi)燃燒的條件變化較為敏感，因此著火時(shí)刻和反應(yīng)速率的控制較為困難[4].并且，這一燃燒模式的適應(yīng)工況范圍較窄，在低負(fù)荷工況容易失火，而在高負(fù)荷工況容易產(chǎn)生爆震[5].同時(shí)，除了HCCI 燃燒模式的敏感性，HCCI 燃燒并不是完全均勻的，完全均質(zhì)的充量是難以獲得的.缸壁的傳熱會(huì)導(dǎo)……