基于缸内分段直喷和负气门重叠角汽油机的HCCI燃烧

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正丁醇-汽油HCCI发动机燃烧特性

正丁醇-汽油HCCI发动机燃烧特性
柳茂斌;何邦全;袁杰;赵华
【期刊名称】《内燃机学报》
【年(卷),期】2013(031)004
【摘要】在一台单缸4冲程发动机上利用负气门重叠角方法,研究了燃用不同掺混比的正丁醇-汽油混合燃料时,均质充量压缩着火(HCCI)发动机的燃烧特性.结果表明,排气门关闭时刻对缸内残余废气率和平均指示压力(IMEP)影响较大.进气门开启时刻通过有效压缩比影响缸内温度和着火时刻,进气门开启时刻对着火时刻的影响与转速有关.在相同条件下,随着正丁醇掺混比的增加,正丁醇-汽油HCCI发动机的着火时刻提前,燃烧持续期缩短,但IMEP下降.而且HCCI发动机使用正丁醇-汽油混合燃料时比使用汽油时更容易发生爆震.
【总页数】7页(P324-330)
【作者】柳茂斌;何邦全;袁杰;赵华
【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072
【正文语种】中文
【中图分类】TK417.1
【相关文献】
1.混合比对正丁醇/柴油混合燃料HCCI发动机燃烧特性的影响 [J], 李刚;张春化;赵志新
2.喷油影响正丁醇-汽油发动机燃烧特性的模拟 [J], 何邦全;苗永
3.正丁醇-汽油HCCI发动机低温燃烧过程的模拟 [J], 何邦全;吴永惠
4.稀释方式对正丁醇-汽油HCCI发动机燃烧的影响 [J], 何邦全;袁杰;柳茂斌
5.正丁醇/乙醇-汽油HCCI发动机的低温燃烧与排放特性 [J], 柳茂斌;何邦全;赵华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

在直喷式柴油机上进行HCCI新概念燃烧的探索研究

天平重量法
北京医用天平厂
数据采集系统ＡＶＬ６０燃烧分析仪奥地利ＡＶＬ公司２排气烟度计排气分析仪Ｆ－０ＱＤ１２ＡＶＬ００４０温州仪器仪表厂奥地利ＡＶＬ公司
燃烧室形状对组织混合气形成和燃烧具有重要作用。提高燃烧室内的油气混合速率和油气为
ｌ试验装置
试验用单缸四气门１５柴油机主要技术参数３
如表１示。中喷油器采用中心垂直布置方式。所其
试验中使用的主要测试仪器见表２。
表１主要技术参数
Ｔａ．Ｇｅｅａｅｈｉａｐｃｆａｉｎｂ１ｎｒｌｃｎｃｌｅｉｉｔｓｔｓｃｏ
火（ｏｏｅｅｕｈｒｅｃｍｒｓｉｎｉｉｏ，Ｃ）燃烧的多种途径进行了对比试验。果表明：用伞喷ｈｍｇｎｏｓｃａｇｏｐｅｓｎｔｎＨＣＩｏｇｉ结应
油嘴有效促进了着火前缸内均质预混合气的形成，有进一步在小排量增压中冷、压电喷柴油机上推广的具高潜力；通过燃料设计可控制着火在上止点附近并提高燃烧速率，利于实现高效、排放的近似等压预混合燃有低烧方式。
维普资讯
第６第１期卷
２００７年３月
热科学与技术
ＪｕｎｌｏｅｍａｃｅｃｎｃｎｌｇｏｒａｆＴｈｒｌｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙＳ

汽油机HCCI技术路线综述

1绪论由于传统汽油机的热效率远低于柴油机且随着环境保护法规的日益严格与资源保护意识的不断加强，车用内燃机在努力提高热效率与降低污染物排放的同时，也在不断地探索和论证新的燃烧模式和开发应用新的燃料[1]。

均质混合气压缩着火技术（Homogeneous Charge Compression Ignition，HCCI）便是其中一种。

HCCI和SICI（火花诱导压缩点火）燃烧过程是汽车发动机的先进运行模式，有着高热效率和低NOx和烟尘排放的卓越性能[2]。

而由于HCCI 燃烧模式适合的运行工况狭窄，难以应用在发动机的所有工况，因此，SICI燃烧模式应该说是目前相对较好的控制技术，拥有广阔的应用前景。

因此，笔者对目前最为常见的SICI技术路线以及不同燃料的HCCI燃烧模式做了论述与分析，总结了它们的控制策略。

2传统汽油机燃烧模式的缺陷在燃烧热效率方面，传统汽油机采用的是均质混合气点燃的燃烧模式，且采用负荷量调节的控制策略，使得过量空气系数始终保持在1附近，而柴油机的平均过量系数在1.3~2左右，使得两者热效率产生差距。

此外由于汽油机残余废气系数较高，且最高燃烧温度也比柴油机要高，使得汽油机的可燃混合气的等熵指数较低，使得汽油机的热效率进一步降低。

另一方面，由于汽油机爆震倾向的限制，汽油机的压缩比普遍低于柴油机，也使得热效率低于柴油机。

在排放方面，由于汽油机最高燃烧温度较高，容易产生大量NOx[3]；由于汽油机工作在理论空燃比附近，混合不均匀则容易造成燃烧不充分产生CO；在汽油机中的不完全燃烧、壁面淬熄、壁面油膜吸附等现象则容易产生HC。

因此，传统汽油机在燃烧热效率与排放方面存在诸多缺陷尚待改善。

3HCCI燃烧模式概述3.1HCCI发展历程HCCI燃烧现象始见于1979年日本学者Onishi等人在研究二冲程的汽油机试验中[4]。

1983年美国Wisconsin 大学的Najt等人首次在四冲程汽油机上证实，在采用EGR与进气加热等手段之后可以实现汽油机的自燃着火[5]。

均质压燃(HCCI)燃烧技术的研究现状与展望

均质压燃（HCCI）燃烧技术的研究现状与展望均质压燃（HCCI）是一种全新的燃烧模式，它是预混均质可燃混合气在压缩行程中温度升高达到自燃点后自燃的燃烧模式。

作者主要阐述了均质压燃（HCCI）燃烧技术的概念与特点、当前研究所面临的难题和研究所取得的主要进展。

标签：均质压燃；低温燃烧；燃料改质引言当前，全球汽车保有量不断增加，然而能源日趋匮乏，排放法规越来越严重，因此内燃机的节能减排技术不得不受到重视，研发节能、清洁和高效的内燃机也具有更为重要的意义。

但是，现有的汽油机和柴油机仍然不能同时符合我们在经济性与排放性方面的需求。

均质压燃（HCCI，Homogeneous Charge Compression Ignition）作为一种全新的燃烧技术，有别于现有汽油机的点燃式与现有柴油机的压燃式，它兼具现有汽油机均质燃烧与现有柴油机压燃点燃的优点，能够提高发动机的动力性和经济性，同时大大降低发动机NOx和碳烟的排放。

1 HCCI燃烧技术的概念与特点从内燃机被发明以来，内燃机的点火方式有两种类型：一种是柴油机的压燃点燃方式；另一种是汽油机的点燃燃烧方式。

因为柴油机的热效率高，动力性好，可靠性高，常常被用在动力机械上，例如工程机械、载重货车等。

同时，汽油机凭借其构造简单、体积小、重量轻、转速高、振动噪声小等优点占领了大多数的乘用车市场，尤其是小轿车上多半配置的是汽油机。

因为人们对汽车的依赖性越来越高，全球汽车的保有量不断增加，环境也日趋恶化，能源越来越紧张，迫使人们不断地改进柴油机与汽油机的性能，同时积极地寻找更为清洁环保的发动机燃料。

在对这些新型清洁环保的发动机燃料研究时，研发人员使用了一些汽油机和柴油机比较完善的技术。

比如，尝试在柴油机中使用燃点较高的醇类燃料；为了让醇类燃料在汽油机中稳定燃烧，把汽油机的压缩比增加到11～13。

其中最为大胆和最有创新性的研究是結合柴油机和汽油机的优点，最后建立一种崭新的燃烧模式——均质充量压缩燃烧，即均质压燃（HCCI）。

基于离子电流与缸压信息融合的HCCI发动机不完全燃烧提前诊断

２０２０年（第４２卷）第１０期汽　车　工　程ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０２０（Ｖｏｌ．４２）Ｎｏ．１０ｄｏｉ：１０．１９５６２／ｊ．ｃｈｉｎａｓａｅ．ｑｃｇｃ．２０２０．１０．００７基于离子电流与缸压信息融合的ＨＣＣＩ发动机不完全燃烧提前诊断国家自然科学基金（５１７６１１３５１０５，５２０７６１５３）资助。

原稿收到日期为２０２０年７月２４日，修改稿收到日期为２０２０年８月２９日。

通信作者：邓俊，副教授，博士，Ｅｍａｉｌ：ｅａｇｌｅｄｅｎｇ＠ｔｏｎｇｊｉｅｄｕｃｎ。

王　硕１，朱登豪１，邓　俊１，李理光１，２（１同济大学汽车学院，上海　２０１８０４；　２同济大学中德学院，上海　２０１８０４）［摘要］　由于随机出现的非正常燃烧现象，均质压燃（ＨＣＣＩ）发动机的应用受到阻碍。

本文中以一台压缩比及配气系统经过改造的２０Ｌ四缸发动机为平台，以负阀重叠期的缸压和离子电流为信号，研究了ＨＣＣＩ发动机的不完全燃烧提前诊断方法。

结果表明：负阀重叠期缸压峰值相位与离子电流峰值可作为不完全燃烧的诊断依据；单独使用缸压峰值相位或离子电流峰值进行诊断时，大部分不完全燃烧循环可被提前判断，诊断灵敏度分别可达９３８％和９５６％，但部分正常循环会被误判为不完全燃烧循环。

使用缸压和离子电流信号相结合进行诊断时，可大幅提高诊断准确率至９００％，同时诊断灵敏度保持为９１４％。

关键词：ＨＣＣＩ；提前诊断；信号融合；缸压；离子电流ＡｄｖａｎｃｅｄＤｉａｇｎｏｓｉｓｏｆＩｎｃｏｍｐｌｅｔｅＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎＨＣＣＩＥｎｇｉｎｅＢａｓｅｄｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＦｕｓｉｏｎｏｆＩｏｎＣｕｒｒｅｎｔａｎｄＣｙｌｉｎｄｅｒＰｒｅｓｓｕｒｅＷａｎｇＳｈｕｏ１，ＺｈｕＤｅｎｇｈａｏ１，ＤｅｎｇＪｕｎ１＆ＬｉＬｉｇｕａｎｇ１，２１ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳｔｕｄｉｅｓ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１８０４；２ＣｈｉｎｅｓｉｓｃｈＤｅｕｔｓｃｈｅｓＨｏｃｈｓｃｈｕｌｋｏｌｌｅｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１８０４［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　Ｄｕｅｔｏｔｈｅｒａｎｄｏｍａｂｎｏｒｍａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨＣＣＩｅｎｇｉｎｅｉｓｈｉｎｄｅｒｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆａ２０Ｌｆｏｕｒｃｙｌｉｎｄｅｒｅｎｇｉｎｅｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏａｎｄｖａｌｖｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔａｋｉｎｇｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｅｐｅｒｉｏｄｏｆｎｅｇａｔｉｖｅｖａｌｖｅｏｖｅｒｌａｐａｓｓｉｇｎａｌｓ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆａｄｖａｎｃｅｄｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎＨＣＣＩｅｎｇｉｎｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅａｋｐｈａｓｅｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｏｆｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｄｕｒｉｎｇＮＶＯｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｄｉａｇｎｏｓｉｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｐｅａｋｐｈａｓｅｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｏｒｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｏｆｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｉｓｕｓｅｄａｌｏｎｅｆｏｒｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｙｃｌｅｓｃａｎｂｅｊｕｄｇｅｄｉｎａｄｖａｎｃｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆ９３８％ａｎｄ９５６％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ｂｕｔｓｏｍｅｏｆｔｈｅｎｏｒｍａｌｃｙｃｌｅｓｃａｎｂｅｍｉｓｊｕｄｇｅｄａｓｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｙｃｌｅｓ．Ｗｈｅｎｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｓｉｇｎａｌｆｏｒｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｔｈｅｄｉａｇｎｏｓｔｉｃａｃｃｕｒａｃｙｃａｎｂｅｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｔｏ９００％，ａｎｄｔｈｅｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｃａｎｂｅｋｅｐｔａｔ９１４％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＣＣＩ；ａｄｖａｎｃｅｄｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎ；ｃｙｌｉｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔ前言ＨＣＣＩ燃烧最早于１９７９年由Ｏｎｉｓｈｉ［１］和Ｎｏｇｕｃｈｉ［２］两人提出。

发动机HCCI技术

HCCI发动机经济价值
HCCI作模式下，燃油从进油管进入气缸，火花塞点火将油气混合物点燃。整个油气混合物的燃烧过程是在发动机缸内完成的。
应用了HCCI技术的发动机，油气混合物通过喷油嘴进入发动机气缸,并由缸内高压产生的高温点燃,而不需火花塞。油气混合物拥有更低的燃点，并且可以同时在整个发动机内燃烧。
Mercedes-Benz F700 DiseOtto直4 1.8T CGI HCCI发动机
奔驰的07年的F700概念车为例，其 DiseOtto 1.8T直4 CGI直喷发动机在采用HCCI技术后，输出功率达到 238hp，最大扭矩达到400Nm，完全就是一台3.5L V6的水平，难得的是它的油耗仅为6L/100km，二氧化碳排放仅127g/100km。
---那HCCI技术那么好，为什么还不马上推广大量是用呢？ ---原来现在的HCCI技术还有一些技术难关。
技术难关
一在燃烧时刻的控制上，HCCI发动机靠汽缸的压力和温度自燃，油气混合气的密度，汽缸的温度和压力都需要进行精确的检测和控制，所以发动机的ECU管理程序也要进行相应的加强。二由于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（低于传统的14.7：1），这就需要HCCI在稀燃状态下工作，排气的温度也比较低，使得发动机较难采用涡轮增压。以上这些都使得HCCI可能达到的最大负荷比典型的火花点燃式和直喷式柴油机低得多。另外，低排气温度对催化转化器来说也是一个问题，因为需要相当高的温度才能起动氧化/还原反应。三也就由于刚才我们讲到的HCCI发动机可能达到的最大负荷比典型的火花点燃式和直喷式柴油机低得多，所以，在大负荷高转速的时候或者冷机状态下发动机还必须依靠传统的火花塞点火系统，这就间接要求了发动机的压缩比可变，在传统点火模式的时候变回低压缩比。所以气门正时系统及众多的压力传感器也是必须的。

缸内直喷汽油机SI_HCCI_SI燃烧模式切换的研究

第25卷(2007)第3期内　燃　机　学　报Tran s acti on s of CS I CEVol .25(2007)No .3　文章编号:100020909(2007)0320229206252037　缸内直喷汽油机S I 2HCC I 2S I 燃烧模式切换的研究收稿日期:2006208211;修回日期:2006212207。

基金项目:国家重点基础研究规划项目(2001CB209204)。

作者简介:田国弘,博士研究生,E 2mail:tgh02@mails .tsinghua .edu .cn 。

田国弘,王　志,葛强强,王建昕,帅石金(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)摘要:双燃烧模式是车用均质混合气压缩着火(HCC I )发动机理想的运行策略,即在中小负荷下使用HCC I 燃烧模式,而在大负荷和高转速下过渡到传统的火花点火(SI )燃烧或柴油机燃烧模式运行。

采用可变配气和缸内直喷技术,在一个发动机循环内改变配气策略和喷油策略,实现从SI 模式所要求的常规火花点火配气相位向HCC I 模式要求的负阀重叠配气相位的跳变,配合缸内直喷策略的调整,实现SI 模式和HCC I 模式间的切换。

通过分步切换的策略,可以提高切换过程的稳定性。

燃烧模式切换可在一个发动机工作循环内完成,切换过程平稳迅速可靠,无失火和爆震等异常燃烧现象的发生。

关键词:HCC I ;缸内直喷;模式切换中图分类号:TK401 文献标志码:AStudy of S I 2HCC I 2S IM ode Sw itch i n g i n a GD I Eng i n eT I AN Guo 2hong,W ANG Zh i ,GE Q i a ng 2q i a ng,W ANG J i a n 2x i n ,SHUA I Sh i 2ji n(State Key Laborat ory of Aut omotive Safety and Energy,Tsinghua University,Beijing 100084,China )Abstract :T wo 2mode operati on engine is considered as an ideal operation strategy for HCC I engine .In low and m iddle l oad,the engine operates on HCC Imode,while in high load and high s peed,the engine mode s witches into the SI mode for gas oline engine and /or C I mode for diesel engine .By stepped s witch,the stabilized s witching p rocess can be obtained .W ith t wo 2stage cam p r ofile,the cam shifting can be comp le 2ted within one engine cycle,that is,fr om nor mal cam p r ofile for SI mode t o Negative Valve Overlap (NVO )p rofile for HCC I mode,or backwards .Matching with the adjust ment of injection strategies,the SI/HCC I mode s witching was realized .Experi mental operati on showed that the combustion mode s witching could be comp leted within one cycle .S mooth,rap id and reliable s witching p r ocesses were realized without abnor mal combusti on such as knocking and m isfiring .Keywords :Homogeneous charge comp ressi on igniti on;Gas oline direct injecti on;Mode s witching引言均质混合气压缩着火(HCC I )具有低燃油消耗率,超低排放,燃烧稳定等优点,同时也面临燃烧难以控制,负荷难于拓展的困难。

变气门正时对柴油燃料HCCI燃烧的影响

２００４年中国内燃机学会燃烧联合学术会议论文编号：０４０４１０５－００５变气门正时对柴油燃料ＨＣＣＩ燃烧的影响石磊邓康耀崔毅刘宇何方正上海交通大学内燃机研究所，２０００３０摘要：自行开发了可变进排气正时控审ｌ系统，采用在气门负重叠期内进行燃油喷射，利用缸内高温废气余热促进燃油蒸发，制备均质混合气实现７柴油燃料的Ｈｃｃｌ燃烧．研究了不同气门重叠期下，孵ｃｌ燃烧的燃烧特性，工作稳定性和排放特性，分析了气门负重叠期对柴油燃料ＨＣＣＩ燃烧的影响规律。

关键词：ＨＣＣＩ可变气门正时燃烧控制１前言由于均质充量压缩燃烧ＨＣＣＩ（ＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＣｈａｒｇｅＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＩｇｎｉｔｉｏｎ）采用多点着火及分布式低温燃烧技术，因而在内燃机节能和降低排放方面具有巨大潜力，２０世纪９０年代后赣引起了全世界内燃机界的高度关注，认为是满足未来严格排放法规的重要技术手段，是内燃机燃烧技术的重大进步…。

均匀混合气制备和燃烧相位控制是目前ＨＣＣＩ燃烧研究的主要问题。

柴油燃料ＨｃｃＩ燃烧的研究在这两个问题尤为突出。

首先，因为柴油粘度大，挥发性差，不易形成均质混合气“’；其次，柴油作为高十六烷值燃料容易发生低温自燃反应，当燃烧室内温度超过８００Ｋ就将产生快速自燃着火，使着火过分提前，发动机工作粗暴。

采用ＶＶＴ技术可以改变缸内残余废气量，并起到了改变有效压缩比的效果。

残余废气量可以改变缸内混合气的时间一温度进程并起到稀释混合气的作用，这种效果同ＥＧＲ类似，因此ＶＶＴ又被成为内部Ｅ６Ｒ。

由予ｖⅥ技术响应快，能及时根据工况改变燃烧，将其应用在ＨＣＣＩ燃烧的控制中，具有很好的前景。

国外很多研究机构采用ｗＴ技术对ＨＣＣＩ燃烧进行了研究。

斯坦福大学采用电液式全可变ＶＶＴ系统实现了稳定的ＨＣＣＩ燃烧。

并且可根据不同运转工况进行调整或进行不同燃烧模式的切换时无节流损失”１。

剑桥大学的Ｇｅｏｒｇｅ等人在一台四冲程进气道喷射车用发动机上利用进气门晚开、排气门早关技术“１、Ｌｏｔｕｓ公司利用ＦＶＶＴ技术和排气门早关技术“‘”也成功地实现了ＣＡＩ燃烧，ＡＶＬ研发的ＣＳＩ发动机也采用可变图１试验台架布置总图ＦｉｇＩＳｅｔｕｐｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔ∞ｔｂｅｎｃｈ・国家重点基础研究发展规划项目（批准号：２００１ＣＢ２０９２０５）资助３６正时系统实现了ＨＣＣＩ燃烧的有效控制”１。

均质压燃(HCCI)技术分析

均质压燃(HCCI)技术分析摘要对被称为第四种燃烧方式的HCCI燃烧方式进行了介绍，阐述了HCCI燃烧技术的优缺点，对HCCI发动机进行了分类并对各个种类进行了简要介绍，对HCCI 的实现与控制方式进行了具体介绍。

同时，指出了HCCI方式面临的技术目标，展望了HCCI燃烧方式的发展趋势。

关键词：HCCI技术；内燃机；稀薄燃烧1.HCCI技术HCCI技术利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式，它通过提高压缩比、采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气压缩自燃，在缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并减少了火焰传播距离和燃烧持续期。

HCCI发动机的着火和燃烧过程，与传统的火花点火式和压燃式发动机有着本质的区别。

在HCCI过程中，化学动力学起着至关重要的作用。

HCCI发动机的着火与燃烧过程涉及重烃(高分子碳氢化合物)燃料的两阶段氧化过程，即低温氧化阶段(600-800K)和高温氧化阶段((1000-11OOK)。

均质混合气压燃燃烧方式的出现，有效地解决了传统均质稀薄点燃燃烧速度慢的缺点，是有别于传统的汽油机均质点燃预混燃烧、柴油机非均质压燃扩散燃烧和GDl发动机分层稀薄燃烧方式的第四种燃烧方式。

HCCI发动机利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式。

它通过提高压缩比，采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气进行压缩自燃，在气缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并缩短了火焰传播距离和燃烧持续期。

它与柴油机燃烧方式的不同在于:柴油机在着火时刻燃油还没有完全蒸发混合，进行的是扩散燃烧方式，燃烧速率主要受燃油蒸发以及与空气混合速率的影响;而进行HCCI燃烧的混合气在着火以前已经均匀混合，进行的是预混燃烧模式。

因此，HCCI发动机兼有传统汽油机和柴油机的优点。

2.HCCI技术的优缺点2.1 HCCI技术的优点(1)HCCI燃烧的优点在于它可以同时保持较高的动力性和燃油经济性。

负气门叠开方式下天然气的均质压燃(HCCI)

负气门叠开方式下天然气的均质压燃(HCCI)
钟绍华;Miroslaw Lech Wyszynski;Yap Daniel
【期刊名称】《小型内燃机与摩托车》
【年(卷),期】2007(036)003
【摘要】天然气的自燃温度较高,要达到其自燃必须采用高压缩比和进气加热,另外一种方法是利用负气门叠开在缸内驻留废气,以减少所需要的进气加热量.本文采用特殊阀的策略,通过与汽油进行对比,发现在相同的发动机负荷下,天然气HCCI需要使用较迟后的气门定时,这导致缸内将截获较少量的废气,因而减小了稀释的效果,使得NOx的排放增加.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】钟绍华;Miroslaw Lech Wyszynski;Yap Daniel
【作者单位】武汉理工大学汽车学院,湖北武汉,430070;英国伯明翰大学;英国伯明翰大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK411.2
【相关文献】
1.柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火燃烧方式的理论研究 [J], 姚春德;姚广涛;宋金瓯;段峰
2.氢对天然气均质压燃(HCCI)影响的实验研究 [J], 钟绍华;杨秀林;Miroslaw L W;Yap D
3.负气门叠开对天然气HCCI燃烧影响的试验研究 [J], 祁俊荣;钟绍华
4.均质压燃(HCCI)燃烧过程控制方式的研究 [J], 卢美秀;张欣;李从心
5.天然气闭环燃料重整的均质压燃(HCCI)试验研究 [J], 钟绍华;蒋芬;MIROSLAW Lech Wyszynski;XU Hong-ming
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基于离子电流的汽油HCCI发动机燃烧相位传感方法

基于离子电流的汽油HCCI发动机燃烧相位传感方法谢辉;孙艳辉;吴召明【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2007(040)009【摘要】为了实现HCCI发动机闭环反馈控制,提出了一种采用递归神经网络算法在线检测燃烧相位CA10和CA50的方法.该方法首先提取每个循环的离子电流信号曲线的峰值位置、始点位置、终点位置和拐点位置,将这4个特征信息、发动机转速及4个控制参数进行归一化处理,输入到Elman神经网络,然后计算出燃烧相位CA10或CA50.以基于全可变气门机构的汽油HCCI发动机为对象,选取了台架试验中6个典型的HCCI动态变负荷过程数据作为训练样本,以转速为2 000 r/min和2 500 r/min下的2个动态变负荷数据为测试样本.测试结果标明,该方法对HCCI 动态过程的燃烧相位CA10预测误差小于0.8℃A,对CA50预测误差小于0.9℃A;该方法与BP网络和RBF网络相比,具有更低的误差和更强的泛化能力.【总页数】5页(P1089-1093)【作者】谢辉;孙艳辉;吴召明【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学电气与自动化工程学院,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TK411.29【相关文献】1.基于离子电流的缸内直喷汽油机HCCI燃烧检测研究 [J], 董光宇;李理光;张志永;吴志军;王志2.基于离子电流的HCCI燃烧相位闭环控制 [J], 曹银波;白云;张志永;邓俊;李理光3.汽油HCCI发动机燃烧相位及瞬态过程的控制 [J], 田国弘;王志;葛强强;王建昕;帅石金4.基于内部残余废气的汽油HCCI燃烧过程离子电流特性 [J], 谢辉;吴召明;孙艳辉5.基于离子电流与缸压信息融合的HCCI发动机不完全燃烧提前诊断 [J], 王硕;朱登豪;邓俊;李理光因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

汽油机HCCI燃烧过渡过程控制策略

2009年12月农业机械学报第40卷第12期汽油机HCCI 燃烧过渡过程控制策略*侯圣智谢辉陈韬胡顺堂赵华(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072)摘要利用可变气门机构使部分残余废气留在缸内,是实现汽油机HCCI 燃烧的切实可行的方法,然而多气门参数的调节又给燃烧控制增加了难度。

本文通过试验,研究了全可变气门机构中4个控制变量对汽油机HCCI 燃烧过程的影响,并对过渡过程中发动机负荷相对于各控制变量的动态响应时间进行了比较。

研究发现,实现HCCI 燃烧过渡过程的快速响应,应当采用适当的控制参数的耦合策略。

试验结果表明,进、排气门相位的对称性原则和气门升程的同步性原则可以简化耦合策略,并改善IM EP 的过渡响应。

这一结果为4V VAS HCCI 汽油发动机过渡过程控制策略的研究提供了参考。

关键词:HCCI 燃烧过渡工况对称性原则同步性原则中图分类号:T K 411 2文献标识码:ATransient Operation Strategy of Gasoline HCCI EngineHou Shengzhi Xie Hui Chen T ao Hu Shuntang Zhao H ua(State K ey L abor atory of Engines ,T ianj in Univer sity ,T ianj in 300072,China)AbstractOne practical and adequate approach to achieve H CCI combustion in the gasoline eng ine is trapping hot burned gas via fully variable valve actuation,but the control methods become complex w ith various adjusted valve parameters.T hrough the experiment research,transient response of the HCCI engine to change in the four control variables of 4VVAS were investigated respectively,and the response time for the four actuators constants w ere compared.It w as found that,in order to realize fast transient operation in HCCI mode,appropriate coordinated and sy nchronous operation of the four actuators is required.The ex perimental results show that,during coupling regulation of the four v ariables,symmetric principle of valve tim ing and synchronal principle of v alve lift are proposed to simplify coupling strategy and improve IMEP transition.The obtained result forms the foundation of transient control strategy for the HCCI engine based on the 4VVAS.Key words H CCI combustion,Transient operation,Symmetric principle,Synchronal principle收稿日期:2008 11 24 修回日期:2009 01 19*国家!973∀重点基础研究发展计划资助项目(2007CB210004)作者简介:侯圣智,博士生,主要从事发动机燃烧过程控制研究,E mail:houshengzhi@引言均质压缩燃烧(homogeneous charge compression ignition,简称H CCI)又称可控自燃(controlled auto ignition,简称CAI),是结合了压燃式发动机和点燃发动机优点的一种全新的燃烧模式。

汽油机均质混合气压燃燃烧(HCCI)技术

Ａｓｒｃ：ｏｄｔ，ｌｃｒｏｔｌｔｃｎｌｇｅｓｄｏｈａｏｉｅｐｐｌｒｅｏ￣ｅｆｒｂｔａｔＴａｅｅｅｔｃｃｎｒｅｈｏｏｙｂｍｇｕｅｎｔｅｇｓｌｏｕａｌ，ｅｐｒ — ｉｏｎｙ，ｏｎａｏａｅｉｒｖｄｇｅｔ，ｔｔｅｍｌｍｅｌｎｂｍｏｕｔｎｅｔｎｓｔｅｒａｒｉｒｖｍｅｔｏ＇ｎ￣ｒｌｍｐｏｅｒａｌａｙｈｅｔ，ｅｕｃｍｂｓｉｘｅｄｏｄｆｍｐｏｅｎｆｉａｏｈｏ
１引言
随着近几年油价的不断攀升以及能源供给的日益紧张，人们对车用发动机的燃油经济性更加
油经济性好。然而，随着汽车内燃机技术的发展以及排放法规的日益严格，别是 “ Ｖ” 至将特欧乃来的“ Ⅵ” 规，现有内燃机技术提出了更为欧法对严峻的挑战。目前已应用的较先进的技术（柴如
ｄｅｅ￣ｇｎｅｆｒｎｅＨＣＩｉａｋｎｆｅｏｃｐｉｃｍｂｓｏｈｃｏｉｅｅａｖｎａｅｉｌｌｉｅｐｒｍａｃ．ＣｓｉｄｏｗｃｎｅｔＯｏｕｔｎｗｉｈｃｍｂｎｓｔｄａｔｇｓｓｏｎｌｉｈ
（．１重庆交通学院机电学院，重庆
４０７；．庆工学院，００４２重重庆
４０５）０００
摘要：在汽油机普遍采用电控技术，发动机性能得到较大改善的今天，稀薄燃烧技术为汽油机性能的提高提供了广阔的前景。而ＨＣ燃烧技术，一种集常规汽油机和柴油机于一ＣＩ是

汽油机均质混合压燃燃烧(HCCI)

汽油机均质混合气压燃燃烧（HCCI）技术孙庆1，秦松涛1，张勇2（1重庆交通学院机电学院，400074；2重庆工学院，）摘要：在汽油机普遍采用电控技术，发动机性能得到较大改善的今天，稀薄燃烧技术为汽油机性能的提高提供了广阔的前景。

而HCCI燃烧技术，是一种集常规汽油机和柴油机于一体的新概念燃烧。

本文在介绍HCCI燃烧技术的基础上，分析了汽油机实施HCCI的可行性，并介绍了HCCI发动机实用化所面临的问题，提出了废气再循控制HCCI燃烧过程的方案等。

关键词：汽油机稀薄燃烧均质混合气压燃燃烧技术废气再循环中图分类号：文献标识码：AHomogeneous Chrage Compression Ignition (HCCI)Technology Used For Gasoline EngineAbstract：Up today, most of gasoline engines are controlled by electric technology. The functions has raise strongly. The lean combustion skill put a great future in the port fuel injection system. But the HCCI technology, a new combustion concept, which incorporates the best features and discards the disadvantages of both traditional spark ignition (SI) gasoline engine and compression ignition (CI) diesel engine. In this article, feasibility of gasoline engines that implement HCCI technology is analyzed based on the introduction of the HCCI technology；the problems facing the practicability of HCCI engine are introduced；and scheme which controls HCCI combustion process adopting engine gas recirculation (EGR) and so on .Key Words：gasoline engine, lean combustion technology, HCCI, engine gas recirculation EGR1、引言随着近几年油价的不断攀升以及能源供给的日益紧张，人们对车用发动机的燃油经济性更加重视，采取了许多有效措施，其中的汽油机稀薄燃烧技术，就是改进汽油机燃油经济性的重要手段。

多缸汽油HCCI发动机燃烧循环变动的研究

多缸汽油HCCI发动机燃烧循环变动的研究王志;张志福;徐帆;阳冬波;王建昕【期刊名称】《内燃机工程》【年(卷),期】2010(031)003【摘要】在均质混合气压燃(HCCI)发动机研发中多缸不均匀性是一个重要的问题.通过在缸内直喷汽油机(GDI)上采用两次燃油喷射和可变配气技术来控制缸内混合气形成和燃烧,实现了SI/HCCI复合燃烧方式,研究了汽油HCCI发动机在不同燃烧模式下的多缸燃烧循环波动特性.研究结果表明:在汽油机中低负荷典型工况下,HCCI燃烧pi的缸内循环波动率小于2%,缸间循环波动率小于3%;HCCI发动机缸间循环波动主要受进气量的影响,与SI燃烧模式相比,采用稀燃模式的汽油HCCI 燃烧缸间循环波动较小,HCCI燃烧的压力升高率和最高燃烧压力的循环波动率较小.【总页数】6页(P1-6)【作者】王志;张志福;徐帆;阳冬波;王建昕【作者单位】清华大学,汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084;奇瑞汽车工程研究院,前沿技术部,芜湖,241009;清华大学,汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084;清华大学,汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084;清华大学,汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】TK411【相关文献】1.运行参数对汽油HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响 [J], 潘江如;张春化;李阳阳2.汽油发动机燃烧循环变动的试验研究 [J], 陈淑萍;蒋德明3.基于优化动力技术的多缸汽油HCCI发动机负荷拓展试验研究 [J], 邓家轩;张旭洲;李忠照;章健勇;黄震4.多缸HCCI汽油机SIAI/AI燃烧模式切换的试验 [J], 李东升;张志福;杨万里;阳冬波;王志;王建昕5.汽油HCCI发动机燃油预燃烧(FPC)过程的热功转换研究 [J], 阳冬波;王志;徐帆;王建昕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。