乙醇燃料分层技术突破了HCCI发动机的高负荷极限

根据澳大利亚新南威尔士大学和美国桑迪亚国家实验室的报告,乙醇燃料分层技术可以显着降低HCCI发动机的压缩率并提高发动机的高负荷极限。

在模拟实验中,实验团队使用了结合氮氧化物排放因子的多空间模型来评估乙醇燃料分层技术在降低HCCI发动机助推率方面的效果。

HCCI发动机的工作原理类似于火花点火柴油发动机。

与柴油发动机一样,节流损失和高压缩比可产生极高的热效率。

将燃料混合物预混合以形成均匀的混合物,然后将其在气缸中稀释。

结合这些因素,除了在燃烧过程中产生烟灰外,几乎不会产生NOx有害气体。

尽管HCCI引擎有很多好处,但是在实践中仍然必须克服一些困难。

首先是高负荷时的高压缩比会导致发动机爆震,从而损坏发动机缸体。

其次,与受火焰传播速度限制的火花点火发动机和受混合喷射速度限制的柴油发动机不同,HCCI发动机气缸中的小油滴几乎同时燃烧。

燃油分层喷射技术也许能够解决这个问题。

分层燃油喷射可通过分层均压压缩点火来实现,包括均质压缩点火和两阶段点火,以便随时控制燃料浓度以降低压缩率。

当将燃料直接喷射到燃烧室中时,燃料分层喷射用于实现局部冷却。

由于单级点火对温度非常敏感,因此,如果燃料混合器的温度足够高,则可以降低压缩比。

烟尘排放和氮氧化物之间保持平衡。

当减少氧化物排放时,温度降低,烟尘氧化不完全,排放增加。

乙醇是迄今为止最好的HCCI发动机燃料。

由于水的沸点高,他们还考虑了水和乙醇的混合燃料。

他们建立了一个多空间模型并确认了HCCI发动机的自然分层数据,然后将范围扩展到了燃料分层模型,并在仿真模型中计算了燃料分层蒸发量。

这导致气缸中的燃油分层增加。

研究表明:该模型可以准确预测乙醇的点火正时;它也可以预测热分层的压缩比。

当压缩比高时,它不会引起分层,并且分层程度的持续增加将导致发动机熄火。

& Middot;长期燃烧,加上不同量的蒸发冷却,加剧了分层现象。

越来越多的分层现象导致了燃烧的继续。

& Middot;与两阶段点火不同,稀乙醇混合点火会排放少量的氮氧化物。

“燃料分层技术的缺陷在于,当局部温度高时,会产生大量的氮氧化物,同时,当温度太低时,燃烧效率会降低。

加水后的混合燃料可以减少氮氧化物的排放并降低压缩率。

这将是更高层次的分层技术。

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