均质压燃
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均质压燃
均质充量压缩点火是一种内燃形式,其中充分混合的燃料和氧化剂被压缩至自燃点。 与其他形式的燃烧一样,这种放热反应释放出的能量可以在发动机中转化为功和热。
HCCI结合了传统汽油发动机和柴油发动机的特点。 汽油发动机结合了均质充量 (HC) 和火花点火 (SI),缩写为 HCSI。 现代直喷柴油发动机结合了分层充气 (SC) 和压缩点火 (CI),缩写为 SCCI。
与 HCSI 一样,HCCI 在进气冲程期间喷射燃料。 然而,HCCI 不是使用放电(火花)来点燃一部分混合物,而是通过压缩提高密度和温度,直到整个混合物自发反应。
分层充量压缩点火还依赖于压缩导致的温度和密度增加。 但是,它会在压缩冲程期间稍后喷射燃料。 燃烧发生在燃料和空气的边界,产生更高的排放,但允许更稀薄和更高的压缩燃烧,从而产生更高的效率。
控制 HCCI 需要微处理器控制和对点火过程的物理理解。 HCCI 设计实现了类似汽油发动机的排放和类似柴油发动机的效率。
HCCI 发动机在没有催化转化器的情况下实现了极低水平的氮氧化物排放 (NOx)。 碳氢化合物和一氧化碳排放物仍需要处理以满足汽车排放控制法规。
最近的研究表明,结合不同反应性的混合燃料可以帮助控制 HCCI 点火和燃烧率。 RCCI,或反应性控制压缩点火,已被证明可以在宽负载和速度范围内提供高效、低排放的操作。
操作
方法
当反应物的浓度和温度足够高时,燃料和空气的混合物会点燃。
一旦点燃,燃烧发生得非常快。 当自动点火发生得太早或化学能太多时,燃烧速度太快,缸内压力高会毁坏发动机。 为此,HCCI 通常在稀薄的整体燃料混合物下运行。
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控制
HCCI 比其他内燃机(例如 SI 和柴油机)更难控制。 在典型的汽油发动机中,火花用于点燃预混合的燃料和空气。 在柴油发动机中,当燃料被喷射到预压缩空气中时,燃烧就开始了。 在这两种情况下,燃烧正时都受到明确控制。