大有前途但艱難的均質(zhì)燃燒技術(shù)

1、大有前途但艱難的均質(zhì)燃燒技術(shù)大有前途但艱難的均質(zhì)燃燒技術(shù)自從有了汽車，工程師們就一直在努力設計功率強大的、節(jié)油和低排放的發(fā)動機。無論是CCS系統(tǒng)，還是HCCI系統(tǒng)，其共同特點就是均質(zhì)燃燒——一種大有前途但非常艱難的技術(shù)解決方案。圖1縮寫“HCCI”表示的是均質(zhì)充氣壓縮點火發(fā)動機設計師們堅信：早晚有一天柴油機和汽油機會合二為一，出現(xiàn)一種具有這兩種內(nèi)燃機各自優(yōu)點的新型內(nèi)燃機。通用公司和歐寶公司（他們把這種發(fā)動機稱之為HCCI發(fā)動機）仍然以汽

2、油機的研發(fā)為主，戴姆勒公司（汽柴油機）和大眾公司（CCS發(fā)動機）則是“兩條腿走路”，即改進柴油機性能的同時也在努力改進汽油機的性能。汽油機的均質(zhì)燃燒技術(shù)汽油機的均質(zhì)燃燒技術(shù)改善汽油機的最初目標是使汽油和空氣形成的混合氣盡可能均勻，但在壓縮和點火時要求的還是均質(zhì)性。由于在燃燒室中的點火源是一個點式的點火點，因此不可能同時點燃全部油氣混合氣?；鹧娴难娣宓竭_氣缸壁需要一段時間因此由自燃的混合氣產(chǎn)生的壓力波傳遞到燃燒室遠處的氣缸壁時，發(fā)動機就開

3、始“敲缸”了。圖3戴姆勒公司的汽柴油混合動力發(fā)動機：由汽油機和柴油機相結(jié)合而產(chǎn)生出來的一個新的內(nèi)燃機品種值得一提的是：今天的均質(zhì)燃燒汽油機已經(jīng)能夠完全正常運行，駕駛員感覺不到汽車何時在壓燃工況下行駛，何時在傳統(tǒng)的汽油機工況下行駛。汽油機傳統(tǒng)的點火工況是必須保存的，以便不影響發(fā)動機的功率。在汽油機油氣混合氣壓燃工作范圍內(nèi)，發(fā)動機是在“稀混合氣”條件下工作的。在這一工況下不會再出現(xiàn)未燃燒盡的NOx因此它不再需要NOx存儲轉(zhuǎn)化器了。但在傳統(tǒng)的

4、汽油機工作范圍內(nèi)，仍然有必要使用三元催化轉(zhuǎn)化器。它同時也當作氧化還原催化器使用，用于減少CO和NOx的排放。這兩種有害物質(zhì)在汽油機壓燃工況下會增加。目前汽油機壓燃技術(shù)的進展是：在發(fā)動機整個負荷區(qū)域一半的范圍內(nèi)可以采用壓燃技術(shù)。歐寶的壓燃式汽油機在轉(zhuǎn)速4000rmin即達到了壓燃的最高轉(zhuǎn)速，而大眾的汽油機則可在更高的轉(zhuǎn)速時仍然不使用火花塞。但是隨著汽油機壓燃技術(shù)的發(fā)展，這些不同點可能會變得模糊。三種汽油機的壓燃技術(shù)都還沒有達到批量生產(chǎn)的程

5、度，三家生產(chǎn)廠都在努力擴大壓燃的工作范圍。柴油機的均質(zhì)燃燒技術(shù)柴油機的均質(zhì)燃燒技術(shù)從誕生開始，柴油機就是一種稀混合氣燃燒的發(fā)動機。在今天的柴油機中，柴油經(jīng)5～8個噴油孔噴射到燃燒室內(nèi)，在燃燒室中形成熾熱的油霧。這些熾熱的油霧是產(chǎn)生NOx的溫床，而油霧中的“濃混合氣”區(qū)是廢氣有害顆粒的主要產(chǎn)地。而石油基燃料中高沸點的芳香族物質(zhì)成分也加劇了有害顆粒的形成。生物柴油BTL和石油液化氣GTL燃料則能夠產(chǎn)生較少的有害顆粒，費托合成柴油有著很高的質(zhì)

6、量，燃燒后所產(chǎn)生的有害顆粒也很少。遺憾的是，這種柴油的產(chǎn)量很低，但它是大面積推廣柴油均質(zhì)燃燒的基礎和前提。為了使柴油提前實現(xiàn)“均質(zhì)化”，人們采用了與汽油機相同的均質(zhì)化技術(shù)措施。在均質(zhì)燃燒區(qū)域中，即在上止點前約30時向燃燒室中噴入少量的柴油。這些柴油在燃燒室中揮發(fā)、壓燃，與吸入的空氣均勻地混合在一起。在稍微超過上止點時，這些混合氣燃燒、做功。與汽油機一樣，柴油機也是在部分負荷特性區(qū)域中均質(zhì)燃燒的。只有在整個負荷特性區(qū)域柴油機都能實現(xiàn)均質(zhì)燃