| 0 摘要 多孔介質(PM)發(fā)動機是基于多孔介質燃燒技術的新型發(fā)動機，能夠實現(xiàn)均質和穩(wěn)定燃燒。 1 引言 能源危機與環(huán)保是人類日益關注的兩大焦點，隨著排放法規(guī)的愈加嚴格，對發(fā)動機的排放提出了更高的要求。由于均質壓然（HCCI）發(fā)動機具有高熱效率、低 和微粒排放的突出優(yōu)點而成為發(fā)動機領域當前******的研究熱點。但目前HCCI技術還面臨著預混合氣均質形成、全工況適應性差及自然著火速率缺乏有效控制等困難?；诙嗫捉橘|燃燒技術的超絕熱發(fā)動機在解決這些問題上具有明顯的優(yōu)勢。多孔介質發(fā)動機能夠實現(xiàn)發(fā)動機內的均質和穩(wěn)定燃燒。 多孔介質內的可控燃燒是一種新型燃燒技術，該技術不僅可以大幅度降低排放，在提高效率方面也有很大潛力，同時兼有燃燒穩(wěn)定、結構經湊、負荷調節(jié)范圍廣等特點。基于多孔介質燃燒技術的超絕熱發(fā)動機概念，已得到各國學者的廣泛關注。 2 PM發(fā)動機的工作過程 多孔介質發(fā)動機一般有兩種形式,一是多孔介質與氣缸周期性接觸，另一種為多孔介質與氣缸保持永久性接觸。 （1）多孔介質與汽缸周期性接觸模型介紹： 如圖1所示，多孔介質燃燒室安裝在氣缸頂部，在TDC附近，新鮮空氣進入缸內，此時PM室與氣缸隔離， PM室內是燃油蒸汽．進氣、壓縮過程與傳統(tǒng)發(fā)動機一樣，為絕熱過程。壓縮過程末期(TDC前)PM室閥門開放，壓縮空氣進入PM室發(fā)生瞬時回熱，實現(xiàn)完全氣化，回熱近似為等容過程。空氣與燃油蒸汽在PM室內迅速混合并自點火燃燒，燃燒放出大量熱量，一部分存儲在PM內，一部分推動活塞做功，燃燒近似為等溫吸熱過程。在絕熱膨脹沖程末期，PM室閥門關閉，燃油噴射到PM室內，實現(xiàn)氣化。此過程持續(xù)時間很長(直到下一循環(huán)壓縮末期)，可以保證燃油完全氣化。經過排氣沖程后，開始新一循環(huán)的進氣沖程。每次循環(huán)，PM在壓縮末期放熱，在燃燒過程吸熱。 （2）多孔介質與氣缸保持永久性接觸： 如圖2所示，多孔介質( PM)燃燒室安裝在氣缸頂部，與氣缸始終保持耦合狀態(tài)。在進氣過程中，PM對缸內熱力環(huán)境的影響很小。壓縮前期， PM室內氣體較少,對缸內工質的影響很小，隨壓縮過程的進行，PM室內空氣增多,熱交換增強,在上止點(TDC)處幾乎所有空氣都進入PM室。在TDC前,噴嘴向PM內噴油,燃油在PM 室內迅速汽化,并與空氣混合，壓縮至TDC附近，發(fā)生自點火燃燒，火焰迅速貫穿整個PM體。膨脹過程基本發(fā)生在PM體外，與傳統(tǒng)機近似。 3、多孔介質發(fā)動機原理分析 3.1多孔介質簡介： 目前研究一般選用泡沫陶瓷作為多孔介質。泡沫陶瓷材料的發(fā)展始于20世紀70年代,是一種具有高溫特性的多孔材料。其孔徑從納米級到微米級不等,氣孔率在20%～95%之間,使用溫度為常溫～1600℃轉載請注明出自中國汽車 |
多孔介質(PM)發(fā)動機技術-最新技術
