跟着境况和能源题目的日益了得，以及越来越庄重的CO2排放原则限定，人们对待唆使机高效和低污染燃烧的需求也变得遑急。近年来，低温燃烧受到天下畛域的通俗体贴

跟着境况和能源题目的日益了得，以及越来越庄重的CO2排放原则限定，人们对待唆使机高效和低污染燃烧的需求也变得遑急。近年来，低温燃烧受到天下畛域的通俗体贴，个中最为知名的便是均质压燃(HCCI)燃烧形式。这种燃烧式样具有混淆气稀疏、燃烧温度低、颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)排放简直为零的特质。除此以外，众点自燃和迅速放热的特质使其也具有极度高的热效力。然而，HCCI燃烧形式的燃烧相位和着火工夫却无法直接把持，而是受到化学动力学的把持。所以，当HCCI唆使机作事负荷增添时，过于集结和提前的燃烧相位导致唆使机无法承担的压力升高率和压力惊动。

本次推文基于一台单缸唆使机和商用92号汽油展开汽油压燃(GCI)的爆震特质和燃烧历程推敲，对GCI 爆震举办了统计学阐发，并将其与点燃式(SI)样板爆震举办了对照，阐发二者的燃烧历程、爆震爆发的由来和压力惊动形式的差异。其余，进一步推敲了差异燃油分层状况下GCI 的爆震特质变革，发掘了GCI 可控爆震和弗成控爆震两种差异的爆震形状及其发作的要求。

图1为试验安装的示意，该试验平台由唆使机、测功机、供油体例、可变气门机构(VVA)和把持及收罗安装组成。VVA体例由液压驱动，实行气门工夫和升程的医治。以进气门的把持式样为例论说气门的驱动式样，正在图1中与液压缸相衔尾两根进油管，为前进油管A 和下进油管B。当气门须要开启时，VVA把持器向三位四通伺服阀发送信号，伺服阀作为使得进油管A与高压油衔尾，进油管B与低压油衔尾，从而爆发驱动力驱动气门开启；当气门开启抵达目的升程时，伺服阀作为使得进油管A、B与高、低液源断开，液压缸的压力得以坚持；当气门须要合上时，伺服阀作为使得进油管B与高压油衔尾，进油管A与低压油衔尾，气门正在液压力和弹簧弹力的效用下被推回。

试验中GCI和SI的燃烧均是通过统一台唆使机实行，GCI的试验基于改制的加高活塞举办，对应的压缩比为17.5；而SI的试验基于非加高活塞展开，对应的压缩比为10.0。正在试验中，唆使机转速固定正在1 500 r/min，一起的试验正在室温(25 ℃)要求下举办，境况压力为0.1 MPa，氧体积分数为21%。为了推敲两种燃烧形式的燃烧和爆震性子，须要两种燃烧形式正在各自样板的工况运转，即GCI片面负荷稀燃、SI全负荷当量燃烧工况。表1为GCI和SI两种形式全部的工况和把持参数。

对待GCI燃烧形式而言，喷油工夫对缸内燃油的漫衍状况有着直接的影响，从而影响着缸内的燃烧历程。图2a为单次喷射差异喷油工夫下压力升高率和压力峰值的变革。跟着喷油工夫从16°CA BTDC渐渐提前到34°CA BTDC，缸内的压力和压力升高率先保卫坚固，后渐渐升高，而且正在喷油工夫较为提前的工况下能彰着观测到缸内压力惊动的爆发，如图2b所示。与此同时，也能听到彰着的敲缸声。开端从压力惊动来看，GCI压力惊动与SI唆使机的压力惊动极度宛如，独一能视察到的与SI压力惊动差异的是GCI压力惊动的首先工夫正在上止点相近，彰着比SI惊动首先工夫提前。SI爆震时压力惊动首先于10～30°CA ATDC。

图3为GCI和SI爆震与非爆震工况的爆震强度漫衍，对待每个工况，爆震强度均由小到大力办排序，以便加倍直观地看出其爆震漫衍特质。起初，对照图3a和图3b能够看出，尽管正在平常工况下，GCI燃烧也是存正在微小压力惊动的，而SI平常燃烧工况存正在压力惊动的轮回极度少。其次，对照图3a和图3c发掘，GCI爆震和非爆震工况的爆震强度漫衍形状极度宛如，其RSD值也极度近似，即GCI爆震并非随机发作的，而是放热集结、燃烧速度过疾导致的。对照图3b和图3d能够看出，SI爆震强度极为散漫，RSD值为1.598，这是SI爆震随机性的一种宏观出现。

为了进一步推敲GCI和SI爆震发作时，其燃烧历程有何区别，须要对缸内压力、放热率和压力惊动全部阐发。图4为GCI与SI燃烧形式样板的爆震与非爆震缸内压力、压力惊动和放热率弧线。导致GCI压力惊动和SI压力惊动发作的协同特质是过于集结的放热历程。对GCI爆震而言，其放热率形状与非爆震时没有实质上的区别，其爆震发作是因为较为提前的喷油工夫导致较为提前的燃烧相位和加倍集结的放热历程，这种过于集结的放热历程往往是压力惊动爆发的苛重由来。

正在阐发了爆震发作时的燃烧历程之后，进一步采用小波变换对GCI和SI正在发作爆震时压力波正在缸内的惊动频率和惊动形式举办了推敲．所取得的结果如图5所示。从爆震特质信号的频率漫衍来看，GCI爆震特质信号峰值彰着低于SI爆震特质信号峰值浮现的频率。爆震时燃烧室内的压力惊动频率取决于燃烧室的形态、巨细、爆震形式和外地声速。总而言之，因为燃烧室内径向惊动和周向惊动的相对强弱存正在分别，GCI爆震存正在两个特质信号，以一阶特质信号为主；而SI 则存正在4个爆震特质信号，以一、二阶特质信号为主。

喷油工夫对GCI爆震强度有着最为直接的影响，也即是说燃油正在缸内的漫衍直接决策了GCI的燃烧历程和爆震性子。所以，进一步采用两次喷射以营制差异的缸内燃油漫衍，从而推敲燃油浓度漫衍对GCI爆震性子的影响。

正在试验中，两次喷命中预喷比为10%、20% 和30%，预喷工夫设正在240°CA BTDC，即正在进气行程举办预喷，使之正在缸内酿成较为匀称的混淆气；主喷工夫则设正在压缩行程，以酿成燃油的浓度分层。图6为差异预喷比的均匀有用压力(BMEP)和轮回振动(COVIMEP)。预喷量渐渐增添，唆使机的职能也渐渐晋升，出现为肖似油量下的BMEP晋升。其余，比拟单次喷射，两次喷射的轮回振动也彰着有所低落，唆使机燃烧坚固性晋升。图7为差异喷油战术的爆震强度，正在主喷工夫肖似的状况下，跟着预喷比的增添，爆震强度也渐渐增添，这是因为预混的燃油量增添加疾了缸内的燃烧速度，更巩固烈和集结的放热历程导致了更强的压力惊动。所以，妥当的预喷比可正在肖似的爆震强度限值下晋升唆使机的职能，而且能够通过主喷工夫医治爆震强度。但当预喷比抬高到30%时，GCI爆震变得弗成控，一起工况的爆震强度均高于爆震限值，尽管推迟喷油工夫也无法低落爆震的强度。

总的来说，通过两次喷射来抬高燃料的预混比能彰着晋升唆使机的职能，试验中预混比为20%的最佳工况比预混比为0的最佳工况BMEP晋升了16.7%；然而预混比过大时(试验中进步30%)会导致爆震的弗成控。这种弗成控的爆震燃烧或许导致某些轮回的预混燃料提前着火，形成极度集结的放热和强烈的压力惊动。正在GCI实质作事中，如许的工况应尽或许避免，免得对唆使机形成要紧的损坏。

(1)缸内压力惊动正在GCI燃烧形式中是一种众数存正在的表象，尽管平常燃烧工况也存正在微小的压力惊动；与SI 中随机的末了混淆气自燃爆发的压力惊动差异，GCI压力惊动是因为燃烧室内限制燃烧速度过疾导致的，不具有彰着的随机性，而且可通过喷油工夫对惊动强度举办调控。

(2)因为燃烧温度的差异，肖似阶次的GCI压力惊动频率彰着低于SI压力惊动的频率；因为压力惊动形式的分别，GCI压力惊动只可视察到彰着的两个阶次的压力惊动频率，并以一阶惊动占主导；SI压力惊动能视察到4个阶次的惊动频率，并以一阶和二阶惊动频率占主导。

(3)通过差异的两次喷射战术可对缸内燃油漫衍举办医治，正在小比例燃油预混(低于30%的预混比)燃油漫衍下GCI具有较优的燃烧历程，其燃烧坚固性、转矩输出也有彰着抬高；正在肖似的爆震限值下，比拟无预混的工况而言，预混比为20%可正在肖似供油量的状况下晋升16.7%的BMEP。

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