基于共轨式电喷系统的高压缩比HCCI的实现方法和特性研究

摘要

HCCI是一种新型内燃机燃烧过程,以清洁、高效为主要特点.该文研究了在柴油机上、基于高压共轨式电控喷射系统,实现高压缩比下的HCCI燃烧过程的方法,并对其排放和燃烧特性进行了研究.研究过程中发现,HCCI燃烧过程的油耗偏高、适用工况窄、着火始点难以控制,因此提出了以受激燃烧取代压燃的稀薄、均质、受激燃烧为特点的新型燃烧概念.作为准备工作,该文首先研究了高压共轨式电控喷射系统在柴油机上的应用,研究结果表明喷油提前角和喷油压力对混合气的均匀性有很大的影响.接下来,研究了在共轨式电控喷射的柴油机上实现HCCI的方法,研究表明:在喷射压力为80MPa的时候,当喷油提前角到达50°BTDC~60°BTDC时能实现HCCI燃烧过程.并且研究了HCCI在排放和燃烧的特性.并且在国内外首次以柴油/天然气的方式实现了HCCI燃烧过程.对HCCI的研究表明,HCCI燃烧过程油耗偏高,适用工况集中在中等负荷.其原因之一是着火时刻难以控制.该文提出了稀薄、均质、受激燃烧的新型燃烧概念,其特点为保留了保证HCCI燃烧过程清洁和高效性的必要条件——均质、稀薄,而以受激燃烧取代压燃.该文着重介绍了激励源——超高能放电装置的工作原理和特性研究.

目录

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第一章绪论

1.1 HCCI燃烧方式的提出

1.1.1压燃式燃烧和点燃式燃烧的特点

1.1.2来自能源和环保的要求对发动机的发展提出的挑战

1.1.3 HCCI燃烧方式的提出

1.2 HCCI燃烧方式的发展历程和基本特点

1.2.1 HCCI的发展历程

1.2.2 HCCI的特点

1.2.3 HCCI燃烧方式遇到的困难

1.3 HCCI燃烧方式存在的问题

1.4 HCCI燃烧过程着火时刻控制的方法

1.4.1间接控制措施

1.4.2直接控制措施

1.5高压共轨式电控喷射系统在HCCI上的应用

1.6本课题研究的内容

1.6.1研究的内容和目的

1.6.2本课题的意义

第二章实验装置

2.1实验装置的总体设计

2.2实验设备的标定

2.2.1缸压传感器和电荷放大器的标定

2.2.2 CNG喷气阀的安装及其流量特性的标定

2.3高压共轨喷油系统及其喷油特性标定

2.3.1本研究所采用的共轨喷油系统的特点

2.3.2喷油特性的标定

2.3.3共轨压力传感器的标定

2.4测量和控制系统

2.4.1测量和控制系统的整体设计

2.4.2控制系统

2.4.3测量系统

第三章应用高压共轨式电控喷射系统的柴油机特性的研究

3.1喷油提前角对柴油机性能的影响

3.1.1实验方案

3.1.2实验结果及分析

3.2喷油压力的改变对柴油机性能的影响

3.2.1实验方案

3.2.2实验结果和分析

第四章纯柴油模式下实现高压缩比HCCI的途径及其特性的研究

4.1共轨式电喷柴油机在纯柴油模式下实现高压缩比HCCI的方法

4.1.1原理

4.1.2实验方案

4.2纯柴油模式下高压缩比HCCI的特性研究

4.2.1 HCCI燃烧特性的研究

4.2.2油耗的变化规律研究

4.2.3排放特性的研究

第五章柴油/天然气双燃料模式下实现高压缩比HCCI的途径及其特性的研 究

5.1共轨式电喷柴油机在柴油/天然气双燃料模式下实现高压缩比HCCI的方 法

5.2柴油/天然气双燃料模式下高压缩比HCCI的特性的研究

5.2.1 HCCI燃烧特性的研究

5.2.2油耗变化规律研究

5.2.3排放状况的研究

5.3柴油和天然气的比例对燃烧过程的影响

第六章稀薄、均质、受激燃烧方式的提出以及超高能点火装置的开发

6.1稀薄、均质、受激燃烧方式的提出

6.2超高能放电装置的开发及其放电特性的研究

6.2.1工作原理

6.2.2基本结构

6.2.3超高能放电装置放电特性的研究

6.2.4点火比较实验

6.3该部分工作小结与展望

第七章全文总结和工作展望

7.1全文总结

7.2工作展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢