对HCCI汽油机在起动和瞬态期间的研究

对HCCI汽油机在起动和瞬态期间的研究

重点研究了在发动机起动和负荷瞬变的过程中，燃烧正时及其它燃烧参数的变化。通过改变HCCI发动机不同转速下的进气温度（130°C和150°C）和空燃比来进行研究。对于起动过程中瞬态的研究，燃油喷射关闭，倒拖活塞至发动机缸盖底面，进排气温度稳定时，再开始进行燃油喷射。使用压电式传感器进行燃烧压力的测定，每个试验重复5次。在前几个循环中，整体压力峰值由压缩压力产生，在此期间观察CA50受缸壁温度的影响，这是由于瞬态起动过程中的燃烧和热残余。热残余的影响可在第一个燃烧循环中区分出来。第一个燃烧循环出现的时刻受进气温度和燃油喷射速率的影响。燃烧相位的变化模式在瞬态起动过程中取决于进气温度和空燃比。

为了确定HCCI燃烧过程的瞬态效应，采用了两种类型的瞬态加速试验（阶跃和脉冲）。第一个测试是从一个低负荷条件下步进加速到一个更高的负荷。第二个测试是从低负荷条件下加速到高负荷条件进行几百个循环，然后再回到小负荷条件下。在阶跃测试中，燃烧持续期在初始几个循环后迅速降低。随着壁面温度的上升以及燃烧时刻的提前，燃烧持续期的下降速度降低。排气温度在正阶跃期间呈增加趋势，并在200循环左右达到稳态状态值。同时发现，在相同转速下，200、300、400和500循环几乎具有相同的排气温度峰值。IMEP（平均缸内指示压力）值在15个瞬态循环后接近稳态数值。瞬态脉冲试验中，在燃烧后的连续循环中，随着燃烧时刻的提前，除500循环外的其它循环，CA50都处于过渡状态，即CA50在500循环时达到了稳定状态。排气温度在瞬态期间变化很大，达到稳定状态需200循环左右。

Rakesh Kumar Maurya et al. SAE 2011-01-2445.

编译：罗涛