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发动机低温燃烧研究现状及分析 组长：洪豪鑫 组员：王 哲 曾苏域 黄一也 游盛水 虞江鹏 孟昭男 刘梦星 93 汽油 0# 柴油 内燃机 燃烧技术 低温燃烧 概念演化 Onishi 与 Noguchi 等人 部分工况下通过缸内大量的残余废气 不用点燃也可平稳运转 最早提出的具有均质压燃特征的燃烧概念 Najt 与 Foster 四冲程发动机 燃着火受低温化学反应控制 低温燃烧 概念演化 Thring 均质压燃运转工况范围局限于部分负荷 提出了“均质压燃” 低温燃烧 概念演化 新一代内燃机燃烧技术的探索研究 燃料与空气形成预混合气被活塞压缩、自然着火 最有潜力的高效清洁内燃机替代燃烧技术 低温燃烧 概念演化 Sjöberg 与 Dec 等人 发动机中自然存在热分层 HCCI的燃烧不是均匀的 低温燃烧 概念演化 汽油燃料 低温燃烧 缺点 优点 挥发性好 易形成均质混合气 着火温度高 不易压燃 方案一 方案二 传统气道喷射汽油机技术 气道喷射电控汽油机 缸内直喷技术 多次喷油技术 混合浓度分层 面临问题 在中小负荷工况下需要通过缸内的残余废气提高混合气的能量，使汽油混合气可以压燃 OKP燃烧系统 Optimized Kinetic Process 缸内直喷汽油机 VVT 汽油机HCCI燃烧 残余废气控制 提高混合气能量 混合气均质压燃 美国福特公司 进排气门联动控制 气道喷射汽油机进排气门全可变实现均质压燃 残余废气控制 提高混合气能量 混合气均质压燃 天津大学课题组 柴油燃料 低温燃烧 直喷式柴油机 低温燃烧模式 低于1650K 抑制碳烟的生成 局部燃烧温度在2200K以上 NOx大量生成 方案一 方案二 着火时刻与喷射时刻无关 完全由化学反应动力学决定 燃烧相位控制与喷油时刻耦合 抑制火焰温度的升高 实现关键 改善燃油与空气的混合 抑制过快的燃烧反应速度 达到均质充量压燃燃烧 M.Alriksson等人 单缸直喷增压柴油机 M.Musculus 激光成像诊断技术 喷雾 混合 燃烧 污染物形成过程 加强对低温燃烧模式中混合过程的研究 对于低温燃烧只能应用于中小负荷的情况 加强低温燃烧柴油机的应用研究 今后的研究重点 着火前混合气的制备以及燃烧后期混合过程的改善 降低柴油机低温燃烧模式下的HC和CO的排放及燃油消耗率 努力探索可以拓展其负荷范围的技术手段 与先进后处理技术相结合 从而进一步降低尾气中碳烟和NOx排放 生物柴油 低温燃烧 大比例EGR 降低缸内燃烧温度 脱离碳烟生成区 生物燃料特点 降低NOx的方法 降低缸内混合气中的氧浓度 降低缸内燃烧温度 降低燃烧速度 废气引入缸内 稀释新鲜空气充量 降低了缸内进气后的氧气的相对浓度 废气中含有的CO2和水蒸气为大比热容的三原子分子 有效吸收燃烧放热而不使缸内温度过快蹿升 废气中含有的大量CO2和N2属于惰性气体 有效抑制过快的燃烧速率 降低了进气充量 循环废气占有一定的体积 挤占了部分新鲜空气的空间 进一步降低了空燃比，燃烧放热推后同时放热柔和 EGR的不断提高确实有达到同时降低NOx和碳烟的趋势 大比例EGR有明显推迟着火时刻的作用 大比例EGR可使发动机NOx排放单调下降 总结与展望 参考文献 赵新顺,曹会智,温茂禄,等.HCCI技术的研究现状与展望[J].内燃机工程,2004,25(4):73-77. 赵丹平,吴双群.车用柴油机冷起动过程的特性研究[J].内蒙古工业大学学报,2000(1):56-59. 高延令.汽车运用工程[M].第2版.北京:人民交通出版社,1999. 莫玮.严寒条件下车辆柴油机冷启动性能研究[J].内燃机工程,2002(5):65-67. 胡玉贵,栗彦辉.柴油机低温启动的影响因素和改善措施[J].移动电源与车辆,2004(1):29-32 李兆俊,金国栋.多缸柴油机冷起动过程的模型研究华中科技大学学报, 1996(6):15-19. RICHARDS R R，SIBLEY J E. Diesel Engine