发动机均质充量压缩燃烧技术
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毕业论文(作业)设计(论文)课题发动机均质充量压缩燃烧技术学校无锡汽车工程中等专业学校系部汽车服务工程系专业汽车维修与应用姓名沈卿缘学号指导教师胡昊二○一六年十二月发动机均质充量压缩燃烧技术的探究摘要:发动机均质充量压缩着火HCCI(homogeneous charge compression ignition)燃烧是一种全新的燃烧方式。
是将燃料、空气及再循环燃烧产物所形成的预混合气被活塞压缩,自燃、着火、做功的过程。
发动机具有极大的潜力保持高效率,并且本身所特有的均质、低温燃烧特性,它能有效降低传统内燃机的燃油消耗和排放问题,特别是能同时降低柴油机NOx和颗粒物(PM)的排放,并进一步增加热效率,因而被认为是发动机燃烧技术的一个重大进步。
随着排放法规的日益严格和发动机技术的进步,HCCI燃烧技术在节约能源和降低排放方面的潜力引起了世界各国的高度重视。
美国、欧洲和日本的一些研究机构和企业都在大力开展这一领域的研究工作,并成为目前发动机领域的一个研发热点。
关键词:发动机新技术HCCI正文:1、发动机均质充量压缩燃烧技术概述依靠预混合燃烧形成的均匀混合气和低温燃烧较低的缸内温度来同时降低碳烟和 NOX 排放。
这种燃烧方式被称作均质充量压缩燃烧,即 HCCI。
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 GDI 发动机分层稀薄燃烧方式的第四种燃烧方式2 、HCCI的燃烧机理HCCI燃烧的能量释放过程是受多种化学动力学因素支配的,这些因素进而又受流体静力学和热力学状态历程的影响。
普遍认为,燃烧的引发受化学动力学的控制,因为缸内的混合气受到压缩,温度和压力上升。
温度和压力的时间历程、压缩冲程结束时的缸内温度和压力、燃油的自燃特性和残余废气量,连同O2的浓度、不同的燃油含量和燃烧产物,共同支配着燃烧开始的方式。
柴油发动机燃烧技术研究进展摘要:发动机的燃烧过程可以描述为马赫数低、可压缩、多级、高雷诺数的湍流过程,并在封闭的、时变的几何空间中伴随着化学反应和传热。
燃烧过程跨越几个阶段,包括湍流火焰传播,混合控制燃烧,化学动力学控制过程。
关键词:低温燃烧;均质压燃;预混压燃;反应活性控制压燃;发展柴油机缸内燃烧诊断技术和先进的低温燃烧(LTC)技术,包括均相压缩燃烧(HCCI)、预混压缩燃烧(PCCI)和反应性控制压缩燃烧(RCCI)。
低温燃烧策略有助于减少氮氧化物和颗粒物的排放并且会提高发动机效率,其面临的HC和CO排放问题可以通过柴油氧化催化加以控制。
一、柴油发动机燃烧技术1.均质充量压缩着火(HCCI)燃烧。
均质充量压缩着火燃烧其实就是将柴油机设计的像汽油机那样,使柴油在燃烧时也形成均质混合气,使其燃烧更充分,以此消除扩散燃烧,当然此技术采用的压缩比较高,可控着火,尽量实现近似等压燃烧,其燃烧持续期短,燃烧效率高,既可以保持较高的动力性又可以增加燃油的经济性,这样就达到了节能减排的要求。
HCCI节气门已被取消,泵气时的气体损失比较小,可实现气体的多点同时着火,减少了燃烧时间,但热效率更高,又因为柴油机内的燃烧反应几乎是同步进行的,有效降低了燃烧温度,这样就可以有效降低NOx和PM的产生,达到节能环保的目的。
另外,如果柴油机采用HCCI燃烧模式还能达到简化发动机结构的目的,其燃烧和喷油系统将更加的简单,便于以后的维护和保养。
HCCI的燃料选择性更好,可使像天然气、甲醇、乙醇等等多种清洁或可再生能源都可以作为它柴油机的燃料。
2.低温扩散燃烧。
柴油机的燃烧技术关键就是在降低微粒和NOx排放的同时还需降低燃烧的温度,其基本思路就是尽量使柴油与空气混合均匀,形成“均匀”的混合气,通过增加油气的混合接触面积以实现“低温”燃烧。
这样柴油机燃烧室内的温度会低于NOx和碳烟的生成温度,达到减少这两种物质的产生的目的。
但是目前基本无实际应用,HCCI燃烧和低温扩散燃烧都属于属于低温燃烧技术,但是二者还是有明显区别的,就像低温扩散燃烧需燃油喷射来控制,而HCCI则不用。
关键字:均质充量压缩燃烧(HCCI)技术,双离合变速器技术,无人驾驶汽车一:汽车发动机新技术1:均质充量压缩燃烧(HCCI)技术〕传统燃烧概念局限性:压缩点燃式燃烧概念〔用于柴油机〕与火花点燃式燃烧概念〔用于汽油机〕相比,最大的特点在于所使用的燃油特性不同,由此造成两者在以下各个方面都有差异,如燃料引燃方式,空燃比,压缩比,燃油经济性,有害物排放等。
出于人类对汽车排放的有害物质的毒害作用,二氧化碳的温室效应和氮氧化物形成酸雨的关注,以及能源匮乏的影响,人们对高效能、低污染的动力源的需求与日俱增。
传统的汽油机属于预混均质燃烧,由于汽油特性以及爆燃等诸多因素的限制,因此,压缩比低,热效率低。
与汽油机相比,柴油机具有较高的热效率和优越的燃油经济性,但是,传统柴油机的燃烧是燃料喷雾的扩散燃烧,依靠发动机活塞压缩到接近终点时的高温使混合器自然点火。
由于喷雾与空气的混合时间很短,燃料与空气混合得严重不均匀,混合气分为高温过浓区和高温火焰区,导致NOx和碳烟的产生。
〕均质充量压缩燃烧〔HCCI〕技术概述:HCCI是一种全新的内燃机燃烧概念,既不同于柴油机〔非HCCI〕,又不同于汽油机〔均质充量火花点燃〕,是一种火花点燃式和压缩点燃式发动机概念的混合体。
均质压燃式(HCCI)燃烧方式是目前内燃机燃烧领域的研究热点。
HCCI燃烧是以预混合燃烧和低温反响为特征的燃烧方式。
采用HCCI燃烧方式可以同时降低柴油机的NOx和碳烟排放,井提高柴油机的循环热效率。
HCCI发动机机通常工作在高空燃比和较低的压缩比条件下,工作范围较小,高负荷时功率输出缺乏。
“双模式〞HCCI发动机是解决上述问题的有效途径,并成为近期HCCI 发动机研究中的热点。
HCCI发动机燃烧为稀薄燃烧,采用均质压缩多点着火,是一种从优化燃烧的角度来降低NOx和碳烟排放的新燃烧理论和技术。
其燃烧模式是在进气和压缩过程形成均质混合气,当活塞压缩到上止点附近时,均质混合气自然点火。