二级充量分层策略对低温燃烧过程的调控规律
2021-04-20龙腾渊徐浩成王纪方成晓北
燃烧科学与技术 2021年2期
龙腾渊,杨 灿,徐浩成,王纪方,成晓北
(1.华中科技大学能源与动力工程学院,武汉 430074;2.重庆红江机械有限责任公司,重庆 402160)
低温燃烧(LTC)是近年来出现的一种很有前途的燃烧技术,该燃烧模式在实现高燃烧效率、超低排放方面具有巨大的潜力[1].针对未来超低排放,人们提出了不同的内燃机新型燃烧模式,如均质压燃(HCCI)、预混合充量压燃(PCCI)、LTC、预混合分层压燃(PSCCI)等,综合来说,就是结合了汽油机和柴油机燃烧模式的特点,采用预混、压燃的燃烧方式,降低火焰温度,从而实现了发动机的高效清洁燃烧[2].低温燃烧模式的火焰温度较低,一般在2 200 K 以下,可以有效降低氮氧化物的形成.并且,较低的火焰温度也会降低发动机的热损失,因此使得发动机的指示热效率得到了一定程度的提高[3].虽然低温燃烧发动机分别获得了汽油机和柴油机的低排放和高效率的优点,却失去了控制上的便利性.为了使得低温燃烧模式的适应工况得到拓展,并实现燃烧过程的控制,低温燃烧的研究方向逐渐由强调混合气的完全均质向混合气分层发展.
HCCI 燃烧模式主要受化学反应动力学控制,对于缸内燃烧的条件变化较为敏感,因此着火时刻和反应速率的控制较为困难[4].并且,这一燃烧模式的适应工况范围较窄,在低负荷工况容易失火,而在高负荷工况容易产生爆震[5].同时,除了HCCI 燃烧模式的敏感性,HCCI 燃烧并不是完全均匀的,完全均质的充量是难以获得的.缸壁的传热会导……
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