基于光谱分析的HCCI燃烧过程研究



基于光谱分析的HCCI燃烧过程研究

近些年，由于较高的热效率和较低的排放，均质充量压燃（HCCI）发动机引起了人们的极大关注。HCCI燃烧模式使燃烧在高压缩比和非常稀（超出一般正常燃烧界限的浓度）的混合气条件下进行。

HCCI燃烧过程中，缸内的混合气绝大部分处于均质，很少有局部过浓的情况出现。这种燃烧特点使得发动机的热效率更高且NOx和微粒的排放更低，但其缺点在于很难通过控制点火时刻来抑制过高的燃烧速率。为了解决这一问题，有必要详细探究HCCI的燃烧机理。本文通过改变发动机的压缩比和燃料的辛烷值来研究HCCI的燃烧过程。试验在一台2冲程单缸试验发动机上进行，在该发动机的缸体上设计了装有石英玻璃的圆孔，通过此圆孔可观察燃烧过程。采用光谱分析的方法对燃烧进行研究。试验发动机有两种压缩比：11∶1和15∶1。试验用燃料辛烷值为0号和50号。

试验结果显示：①提高压缩比可以使HCCI燃烧起始时刻提前，并且燃烧室内不均匀分布的混合气成分会诱发敲缸；②点火时刻对燃烧速率影响很大；③压缩比越低，辛烷值对点火时刻的影响越大。提高辛烷值可以使点火滞燃期延长，但是压缩比越高，这种影响越小。

Akira Terashima et al.SAE 2013-32-9031.

编译：刘伟