详解均质压燃HCCI:内燃机的未来就靠它了?| 特约评论

来源:搜狐 2019-04-01 11:08

作者介绍:

阿葱葱葱,前上海交通大学赛车队技术负责人,美国石溪大学内燃机相关专业在读博士,研究领域主要包括先进内燃机和动力总成。

这次来说说「均质压燃Homogeneous Charge Compression Ignition HCCI」。

HCCI其实并不是一个特别新的技术。这项技术应该很早就有人提出了,有些人叫他它CAI、Controlled Auto-Ignition、可控的自发点火……正式被叫作HCCI是在1989年。

在HCCI发动机里,燃料和空气是完全预混合的,并且混合气是稀薄的,进气道喷射,一般不用直喷。混合气在缸内压缩,压缩时缸内混合气的温度和压力都会迅速上升,到某个临界点以后,混合气会自发点火(autoignition)。因为缸内混合气是均匀的,缸内气体温度也几乎一样,所以自发点火会迅速在缸内各处发生,快速完成燃烧。气体的自发点火时刻和燃烧速率,由混合气的热力学和化学动力学决定,没有任何外界因素可以直接控制它们。

理论上HCCI可以烧任何燃料,但主流研究的燃料为汽油、天然气、醇类。这类燃料辛烷值都很高,有利于提高压缩比。

我先用两句话说清楚HCCI高效率低排放的原因,然后再慢慢解释——

HCCI高效率的主要原因有: 接近理想奥拓循环的高速近等容燃烧、高压缩比、低温燃烧、稀薄混合气、没有泵气损失;

HCCI低排放的主要原因有: 均匀稀薄的预混合气和低温燃烧。

HCCI的高速燃烧

首先可以确定的是,在相同压缩比下,理想奥拓循环能够实现最大的热效率。再来看一看下面这张 p-V 图,从1-2这是一瞬间的发生的,因为活塞不会停留在某一个位置。也就是说,如果在上止点瞬间完成燃烧,发动机热效率最大。如果燃烧过早,那么在压缩气体时会需要做多余的功,如果燃烧过晚,那么高温气体有一部分能量没有被充分利用。

所以在上止点附近快速完成燃烧,热效率最高,而HCCI就有这样的特性。那么为什么HCCI燃烧快呢?

热门推荐
网友评论 已有 5条评论
全部评论
点击加载更多
评论失败!
评论成功!请耐心等待后台审核
请输入评论内容
精彩推荐
我的收藏
最近浏览的车