准均质充气压缩点燃(QHCCI)燃烧系统的模拟研究

建立了一个准维数学模型 ,将扩散燃烧和火焰传播燃烧同时分别加以计算 ,并有机结合 ,对准均质充气压缩点燃 (QHCCI)燃烧系统进行了数学模拟。利用模型和试验结果 ,对 QHCCI燃烧系统的工作机理进行了研究。研究结果表明 ,少量汽油被引燃柴油卷吸进入喷雾区 ,增加了扩散燃烧的燃油质量 ;当预混合气开始燃烧后 ,扩散燃烧并没有结束 ;一般地 ,QHCCI燃烧系统的燃烧放热率曲线具有特殊的“双峰”

均质压燃(HCCI)发动机数学模拟:进展与挑战

均质压燃(HCCI)发动机由于其突出的优越性已成为世界范围的研究热点,数学模拟在其中发挥着日益重要的作用.因此,对近年来HCCI数学模拟研究的进展做了较全面的评述.着重介绍了化学反应动力学模型的研究方法和最新成果.对HCCI发动机计算机模拟的发展现状按单区模型、多区模型和多维模型分别进行了讨论.前二者在HCCI总体燃烧特性预测与分析方面已取得了显著的成绩;而后者由于计算机资源的限制,目前尚处于发展初期.最后,针对该领域存在的问题和今后重点研究方向提出了建议.

均质充气压燃发动机采用热障涂层的试验研究

美国环保署制定的严格的排放法规促使汽车工业需寻求一种可靠的低成本解决方案。均质充气压燃(HCCI)是解决该问题的潜在方案之一。HCCI燃烧过程综合了火花点燃汽油机和压燃直喷式柴油机的技术优点,同时避免了各自的缺点。HCCI发动机成功应用于主要汽车市场的困难之一是怎样为发动机提供实现HCCI所需的热量。设计了一种热障涂层,以利用通常由发动机排气和冷却系统浪费的能量。利用获取的能量作为激发HCCI燃烧所需的热源。通过将1台日产汽车公司汽油机的压缩比由10.3提高到13.5,并对气缸盖火力面、气门头部和活塞顶实施热障涂层处理,实现了这一设想。此外,为了建立HCCI燃烧模式,对发动机的实际控制系统进行了调整。

均质充气压缩点燃技术在汽油机上的应用

均质充气压缩点燃着火HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)作为新一代的内燃机燃烧方式,具有传统火花点火汽油机均质混合气特质,同时具有与传统压燃柴油机相当的高效率,具有实现高效、低排放燃烧的巨大潜力。本文在介绍HCCI燃烧技术的基础上,分析了汽油机实施HCCI的可行性,并介绍了实用化所面临的问题。

新的发动机燃烧方式——均质充量压燃燃烧(HCCI)

在往复式发动机中,除了火花点燃式燃烧和柴油压燃燃烧的运转方式外还有第3种运转方式,即均质充量压燃燃烧(HCCI)。HCCI模式发动机的运转情况被认为是高效和稳定的。在部分负荷工况下可以大幅度降低NOx的排放。把HCCI燃烧应用到发动机方面尽管仍有一些困难,但HCCI燃烧方式表明在发动机应用的巨大潜力。本文将阐述HCCI与传统发动机燃烧方式的不同及其未来的展望。

准均质充气压缩点火燃烧的模拟和试验研究

利用单区模型 ,结合详细化学反应动力学机理 ,模拟了DMM燃烧时的缸内压力和NO浓度及几种基团的浓度变化曲线 ;并将上述计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明该模拟能准确预测着火时间 ,并能合理预测缸内压力峰值和NO浓度变化趋势。利用该模型能指导优化发动机参数 。

基于黑箱模型和RBF-PID的HCCI发动机燃烧正时控制

由于均质充气压缩点燃(HCCI)发动机缺少直接控制其燃烧的手段,导致HCCI发动机的燃烧正时控制成为HCCI发动机的研究热点。以HCCI发动机进气歧管的温度和压力、燃油当量比、转速以及进气门关闭正时为输入,利用BP神经网络建立用于估计HCCI发动机燃烧正时的黑箱模型。在此模型基础上,以进气门关闭正时为控制量设计了PID控制器,并利用径向基神经网络对其参数进行整定,以实现对燃烧正时的反馈控制。实验结果表明,BP神经网络估计模型对HCCI发动机燃烧正时的估计误差小于0.4(CAD),能实现准确的估计;此外,与传统的PID控制器相比,设计的RBF-PID控制器在超调量、调节时间以及抗干扰性等性能方面均有改善。

压缩着火天然气发动机的技术现状与展望

围绕天然气发动机压缩燃烧技术的研究,文章综述了近年来国内外在这一领域的研究成果,分别从燃烧系统组成、燃烧性能、优势、问题等方面对均质混合压缩燃烧式和非均质压燃式天然气发动机进行了介绍,在此基础上对各种形式的压燃天然气发动机的应用前景进行展望。

压缩比和EGR对自由活塞发动机HCCI爆震燃烧的影响

基于AVL FIRE仿真平台建立了液压自由活塞发动机气缸的三维仿真模型,使用大涡模拟（large eddy simulation,LES）耦合甲醇的详细化学反应动力学机理研究了压缩比和废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）率对均质压燃（homogeneous charge compression ignition,HCCI）爆震燃烧过程的影响。结果表明：甲醇的HCCI燃烧需要一定的进气加热;随着压缩比的提高,最小进气温度逐渐降低,缸内的最高燃烧温度、最大爆发压力和爆震强度均明显增加;在高压缩比工况下引入EGR时可以降低爆震强度,但EGR率较小时效果并不明显,因此需要较大的EGR率来抑制爆震;最后,对压力振荡曲线的频谱特性进行了分析,发现爆震燃烧时压力振荡的峰值频率位于10~15 k Hz区间内。

均质充量压缩点燃（HCCI）漫谈

本篇通过分析两种传统燃烧概念的局限性，进而引出一个全新的燃烧概念——HCCI，并且进一步的进行了详细的应用分析。

微自由活塞发动机HCCI着火界限研究

开展微燃烧室里均质压缩燃烧(Homogeneous charge compression ignition,HCCI)可视化试验,进行定性分析,并以试验为基础建立三维数值模拟计算模型;基于丙烷燃烧化学反应动力学机理,提出自由活塞运动与燃烧过程耦合的计算方式,通过编写STAR-CD软件中的动网格子程序,对微燃烧室里均质气体压缩燃烧过程进行了数值模拟研究;分析了各种参数对微HCCI着火特性的影响,得出在理想模型下的压缩着火界限,即当量纲一参数压缩比不小于55时,均质气体总能压缩着火;并揭示泄漏对均质压缩燃烧过程的影响,得出在不同泄漏间隙尺寸下着火界限的变化情况,为微自由活塞发动机的设计提供一定的理论依据。

火花辅助点火均质充气压缩着火的瞬态控制技术

近几年,随着人们对减少CO_2和其他温室气体排放的技术需求逐渐增加,汽油均质充气压缩着火(HCCI)燃烧方式已获得认可,该技术依靠稀薄燃烧实现低氮氧化物排放和高热效率。然而,汽油机HCCI对缸内温度变化的耐受度很低,因此,在瞬态工况下运行时易发生爆燃和失火。用1台四冲程自然吸气汽油直喷发动机验证了HCCI的瞬态控制,该发动采用可变气门正时和升程的电子控制系统,来优化HCCI的进排气。介绍了引入外部废气再循环的化学计量火花点燃与HCCI着火的切换控制,以及在HCCI运行范围内发动机负荷和转速的变化。

汽油机均质充气压缩点火燃烧过程的混合气形成

高效驱动动力学是BMW公司开发动力总成的指导思想,除了持续不断地改进动力总成之外,开发工作还致力于提高燃烧过程的效率,而均质充气压缩点火燃烧过程已为未来的动力总成提高效率和减少有害物排放提供了可能性。

均质充气压缩点火节油新技术

德国博世公司、美国通用汽车公司和斯坦福大学三方联合推出一项名为“均质充气压缩点火”（HCCI）的节油新技术。据介绍，HCCI技术的研制历时3年，耗资250万美元。该技术能有效帮助汽油驱动的汽车引擎提高运作效率，从而实现节约燃料20％；同时，HCCI的燃烧技术还有助于减少内燃机启动时排放的有害气体量．

压燃式天然气发动机的技术现状及展望

综述了近几年国外在天然气压缩燃烧方面的研究成果 ,分别从燃烧系统组成、燃烧性能、优点、存在问题等方面对均质混合压缩燃烧和非均质混合压缩燃烧两种方式天然气发动机进行了分析 ,在此基础上展望了各种形式的压燃天然气发动机的应用前景。

基于LSTM神经网络的混合燃料HCCI发动机复杂工况下燃烧正时估计

均质充气压缩点燃(HCCI)发动机可以通过喷射混合燃料来拓宽工作范围,但也增加了复杂工况下燃烧正时估计的难度。为此,基于长短期记忆(LSTM)神经网络,建立了黑箱模型,用以复杂工况下使用混合燃料的HCCI发动机燃烧正时估计。首先,对多输入数据变量进行Z-Score标准化,使输入数据变换到同一数量级。其次,通过主成分分析法(PCA)对多输入数据变量进行筛选,降低数据维度。最后,用LSTM神经网络对选出的燃烧正时影响相关因素和实际燃烧正时之间的非线性关系进行建模。FTP工况下与其他方法对比验证表明,LSTM模型的各项评价指标均优于SVR和BP模型,其决定系数R2达到了0.98978。

天然气发动机燃烧方式分析

根据混合气形成和着火方式将天然气发动机的燃烧模式分成均质混合气点燃、非均质混合气点燃、均质混合气压燃和非均质混合气压燃/引燃4种。分析了这4种燃烧模式针对发动机性能和排放方面的特点,讨论了目前存在的问题。认为目前最有实用价值的模式为柴油引燃天然气非均质扩散燃烧,因为其热效率高于火花点火发动机,与传统柴油机相当,而有害排放物排放却较柴油机明显降低,并且相对于HCCI更易实现。

奥迪轿车FSI发动机的结构特点与工作原理

FSI发动机是发动机领域的一项创新技术。文中以奥迪2.0 L FSI发动机为例,说明了FSI发动机的结构特点及优点,分析了其工作原理,介绍了目前国产车应用FSI技术的情况。

液压自由活塞发动机活塞运动规律自适应特性的研究

在一台液压自由活塞发动机(HFPE)样机上进行了活塞运动规率的试验。研究表明:活塞的运动规律对于燃烧相位和累积放热量的变动具有自适应性;随着燃烧相位的提前或累积放热量的增大,活塞换向提前,最大升程和压缩比降低;这种自适应性可有效避免均质压燃过程中的爆震与后燃现象,保证缸内最高压力、最大放热速率的稳定,减少指示功的损失。