刘海峰， 明镇洋， 文铭升， 崔雁清， 刘 威， 尧命发

天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室， 天津 300072

引 言

柴油机由于具有较高的热效率和耐久性被广泛应用于交通运输领域[1]。 传统的柴油燃烧(CDC)模式产生较高的碳烟和NOx排放， 需要采用复杂的后处理系统满足越来越严格的排放法规。 为了降低缸内原始排放并获得更高的热效率， 许多先进燃烧概念被提出， 例如： 均质压燃(HCCI)、 部分预混燃烧(PPC)、 活性控制压燃(RCCI)等。

HCCI模式可以实现高热效率同时获得极低的NOx排放和碳烟排放。 但是， HCCI燃烧反应速率受燃料的化学反应动力学控制， 一旦负荷提高， 缸内喷射燃料的能量增大， 多点同时着火导致燃烧爆发压力和压力升高率均显著增大， 很容易超过发动机设计的机械强度(当前发动机可承受的最大爆发压力约16～22 MPa)， 导致发动机受损。 因此， 近年来PPC燃烧模式受到广泛关注。 与HCCI早喷或气道喷射形成的均质混合气相比， PPC燃烧模式喷射时刻一般在-60～-25°CA ATDC， 介于HCCI早喷和传统柴油机喷射之间。 因此， 其燃烧特征介于HCCI的预混压燃和传统柴油机扩散压燃之间， 被称为部分预混压燃[2]。 研究表明， 与HCCI多点自燃不同， PPC燃烧过程存在自燃和火焰传播过程， 因此有效抑制了过快的燃烧反应速率， 较HCCI的燃烧可控性更高， 拓展了HCCI高效清洁运行的工况范围。

PPC模式中采用柴油类高十六烷值燃料时， 需要引入大量废气再循环(EGR)来抑制缸内过早的自燃， 才能实现所需的高十六烷值燃料的部分预混合过程。……