夏荣 冉建丰 左时胜

摘 要：这里中的关键词：就是汽车发动机的燃烧技术，在如今的现实生活中，我们可以经常接触到小汽车、摩托车以及三轮车，它们的核心装置就是发动机。它可是许多机械装置的动力源泉，所以发动机的燃烧技术有着关键性的作用。发动机燃烧这个过程包含了化学反应和能量的转换；在这篇的文章中讲述了发动机燃烧技术中的理论知识，而且从多个方面辨析汽车发动机燃烧技术在国内外的现状以及以后的发展轨迹；且重点分析内燃机中新技术的发展；其新的燃烧技术主要有调谐动力燃烧、复合燃烧、预混合稀薄燃烧、均质压缩燃烧等；还有就是对不同燃烧技术的优缺点进行了梳理，可以充分了解其燃烧技术的发展。

关键词：汽车；发动机；燃烧技术

1.引言

第一台火花点式发动机是在1876年奥托发明，第一台压燃式发动机是迪赛尔在1892年发明的，这发动机有着许多优势，比如具有较高的的热功率、比功率和可靠性，这样就使得内燃机成为了焦点，让它在动力方面得到了广泛的应用。无可否认的发动机是21世纪工程界瞩目的成就。我们可以想象的到，在不遥远的未来，发动机是各种机械的动力源泉。但是也有弊端，它燃烧产生的废气是我们世界环境污染源，严重影响我们的生存环境。对于燃烧发动机而言，主要的研究方向就是如何更好的节能以及控制污染物的排放，简言之就是新型发动机燃烧技术实现高效清洁燃烧。因此为了能够达成这些期望，我们就需要在燃烧技术方面深入研究，敢于创新，为新技术的发展找到理论基础。

2.燃烧发动机的研究范围

燃烧发动机的原理就是以燃料为介质通过燃烧的方式在化学能和机械能之间转换，这是现实中的直接应用。这个研究是在工程热物理学科的范畴。它的研究领域主要关于压燃式发动机燃烧、燃气轮机燃烧等。科学家对于燃烧发动机的改进方面主要是如果在燃烧工程中最大限度的节能，最低限度的降低污染，探究并且创新出新的燃烧装置，为现实中的机械装置提供完美的动力源。这一项技术涉及到许多的理论知识，但也是基础学科问题，比如物理、数学、化学。当然这只是一个大的范围，它具体体现在这些基础学科的分支领域。这里特别要注意的是燃烧污染物，这就是说明还与大气科学有关。现如今小汽车、摩托车这些机械装置增加，这就会使资源消耗的加剧，也会严重污染环境。所以存在的许多问题都在等待社会的进步，科学技术的发展从而得到解决。

3.传统内燃机燃烧技术

3.1柴油机

在这里我们主要介绍一下压燃式发动机中的柴油机，其点燃过程前中后大致如下：在喷油到着火燃烧的阶段中有一个着火延迟后期因此在放热初期存在一个放热值顶点，这种状况肯定是因为在预混合期喷入的燃油量和可燃混合气所导致的。当混合气的数量越多就会岛主刚开始的放热值最大，其燃烧的温度也最高，产生的气体也随之增加。后面就是燃油与混合气体燃烧。从中我们可以了解到以前的柴油机一定是需要比较强的喷射能力，并且也还要合适的空气旋转强度，这样会使各种混合物充分混合，更好的发生化学反应。

3.2汽油机

现在我们来了解汽油机的运行过程，它与上述的柴油机所比较，汽油机着火燃烧方式是预混合燃烧，所以它在刚开始的阶段不存在所谓的放热值顶点。对于这种燃烧方式它有如下的优劣点：其主要优点是汽油机在工作的过程中运行平稳，在它刚开始的阶段燃油就被喷入进气管，这样就形成了完美燃烧的充分必要条件，其次是排出的污染气体对于柴油机来说大量减少，因为里面的化学反应是均匀燃烧，温度较低。当然任何事物都有两面性，由于温度较低，从而导致热效率低下，这样就会使的资源过度消耗。

4.发动机新型燃烧技术及理论

在现在这一时期，发动机燃烧技术所要面临的问题还是有很多，比如排放的污染的问题以及能源的消耗问题。所以应运而生出许多新的理论来解决这些问题。这些燃烧新技术主要是和质充量压缩燃烧技术、调和动力燃烧技术、混合燃烧技术、可自动控制燃烧技术、均质充量柴油机燃烧技术等。

4.1均质充量压缩燃烧

这一项技术还有一个别的名称就是内燃机预混合气均质压燃技术。它的点火方式比较特别，完全不同于以前柴油机的燃油喷射、混合燃烧方式，也不同于以前的汽油机火花点火、火花传播方式。在这种方式的燃烧过程中，燃油能够与空气得到完全的混合，当缸内的活塞上升到一定的高度时，依靠混合气体的自动燃烧，这样就可以使缸内的混合气体燃烧起来了。这种新技术的创新，可以完美解决燃烧不同步的弊端，跟以前的燃烧技术完全不同，也存在很大的优势。我们可以想象这项技术将会被广泛的应用实际中去。

4.2动力燃烧

MK燃烧系统是日本公司所提出来的。此系统存在很多的优点：在整个过程中都保持低温燃烧，而且气体和燃烧物是混合下充分燃烧的，所以它能够降低很多的污染气体。在这项系统中采取的是高效的废气再循环率同时降低进入的空气的氧气浓度，但这样的结果就是增加排放气体的难度。实现这种燃烧技术有两个基本要素：第一点是采取力度大的废气再循环率，第二点就是在火星起来前燃料全部喷射到缸内。只要实现两点就可以完美达成。专家在MK系统中做了个燃烧试验，从中发现超量的空气系数小于一时，有害气体的排放就会受到影响，因此这样就控制了这种系统的使用范围，只能仅限小范围。面对这些问题MK系统不断升级采取的主要的技术措施就是低的压缩比、高强度的喷射能力。通过这些新技术的突破，MK系统得到完善，既能够实现有害气体的低限度排放，也可以实现高效率的燃烧，顺应环保的理念。

4.3复合燃烧

复合燃烧系统是天津大学苏万华教授提出以可控预混合燃烧和扩散燃烧两种方式相结合的新型系统，这样的燃烧系统利用多脉冲喷射形成的压燃点火，利用混合的高效率，这样就可以形成扩散燃烧。这项燃烧技术有一个明显的优势，在降低有害气体排放量的前提下，大大的扩宽发动机的负荷范围。在这个化学反应的过程中需要考虑三个方面的控制，实现适合的浓度、温度的分层控制，燃烧的位置控制和燃烧速度控制。在这里面最重要的是混合过程控制。现在这个技术阶段而言，提高混合过程的速度还是我们研究的方向。对于这个问题我们可以从两个角度去思考，努力减少混合的时间或者是增加化学特征时间。在传统的系统中往往有着严重的燃油湿壁现象，除此之外还有放热过快的问题，但是在这种复合燃烧系统可以得到很好的解决。可是解决燃油湿壁现象和提高混合效率的问题还是需要努力的研究。

5.总结

通过上面的系统介绍，可以了解到发动机的燃烧含有相当复杂的化学关系，有着能量形式的不同转换。科学技术的领域永远是探无止境的，发动机的燃烧过程还有很多东西没有被人们所熟知。排放法的严格执行以及燃油耗指标将会使内燃机的燃烧技术得到不断的发展，从中一些创新性的燃烧方式也会使发动机的燃烧技术有着新的突破。任何国家的研究目标都是创造出高效低污染的发动机。人们越来越清晰的认知到：对燃烧过程的认识程度就是提升发动机燃烧技术水、根本现象的解释、；理论知识的发展有着关键的作用。任何新技术的突破都需要有坚实的理论基础，我们要学会展望未来，随着时间的推移，发动机的燃烧技术一定会越来越完善，为世界的环保与节能扮演极其重要的作用。

参考文献

[1]史绍熙.汽车发动机燃烧技术的新进展（英文）[J].燃烧科学与技术，2001（01）：1-15.

[2]李冰林，魏民祥.活塞式发动机燃烧煤油研究现状与技术分析[J].小型内燃机与摩托车，2012，41（06）：87-90.

[3]尧命发，闫博文，郑尊清，覃玉峰.点燃式重型天然气发动机燃烧技术的发展及其应用[J].天然气工业，2017，37（10）：79-86.

[4]李迎春，郑光华.航空燃气涡轮发动机氢燃料研究历史和低污染燃烧技术发展[J].航空动力学报，2012，27（03）：572-577.

[5]劉颖.柴油发动机燃烧技术及汽车新能源[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014（03）：313-314.

（作者单位：重庆三峡学院）