[发明专利]一种汽油机火花点火激发均质压燃燃烧及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，特别是涉及一种汽油机火花点火激发均质压燃 的燃烧模式及其控制方法。

背景技术

HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)是可实现高效低NOx 和PM排放的内燃机燃烧技术，但其产业化面临三个主要问题：着火时刻和燃烧 速率的控制；HC和CO排放，运行范围的拓展。从已有的文献看，利用燃烧信号 反馈可以用于控制HCCI着火；利用三效催化剂可以解决HC和CO排放；目前HCCI 发动机最大挑战是扩展高负荷运行范围。在保证可接受的最大压力升高率和最高 NOx排放的限制下，汽油机HCCI燃烧只能应用在中低负荷工况下。原因是采用 现有HCCI技术，在发动机中高负荷工况下，可燃混合气同时自燃，燃烧速度过 快，导致压力升高率及最大爆发压力均过高，发动机出现爆震。

从2001年以来，已有大量研究[1～8]表明火花点火对HCCI燃烧有影响，尤 其在汽油机中低负荷区域火花点火燃烧模式(SI)和HCCI燃烧模式过渡的边界 上容易出现。而本申请专利发明人的研究发现，汽油机采用较高压缩比和较高 EGR率的当量比燃烧，在中高负荷区域能获得一种稳定的火花点火激发均质压燃 的新型燃烧模式，这种燃烧模式不同与传统的SI和HCCI燃烧模式，具有两阶段 放热的低压升率燃烧特性、低NOx的排放特性和高热效率的经济性。这种燃烧模 式通过点火提前角和EGR率可以有效控制着火时刻和燃烧速率，通过三效催化剂 解决排放，可作为汽油机中高负荷区域的一种很有应用前景的高效低排放运行模 式。

已有相关文献：

1.Lucien Koopmans，Ingemar Denbratt.A Four Stroke Camless Engine， Operated in Homogeneous Charge Compression Ignition Mode with Commercial Gasoline.SAE 2001-01-3610

2.A Fuerhapter，WF Piock，GK Fraidl.CSI-controlled Auto Ignition-the best solution for the fuel consumption-versus emission trade-off？SAE 2003-01-0754

3.Wang Zhi，Wang Jian-xin，Shuai Shi-Jin.Effects of Spark Ignition and Stratified Charge on Gasoline HCCI Combustion with Direct Injection.SAE 2005-01-1037

4.Tomonori Urushihara，Koichi Yamaguchi，Koudai Yoshizawa and Teruyuki Itoh.A Study of a Gasoline-fueled Compression Ignition Engine. Expansion of HCCI Operation Range Using SI Combustion as a Trigger of Compression Ignition.SAE 2005-01-0180

5.Wang Zhi，Wang Jianxin，Shuai Shijin，Tian Guo-hong.Study of Spark Ignition on Gasoline HCCI Combustion.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，Journal of Automobile Engineering，Jun 2006. 220(D6)：817-825.

6.Wagner Robert M，Edwards K.Dean，Daw C.Stuart.On the Nature of Cyclic Dispersion in Spark Assisted HCCI Combustion.SAE 2006-01-0418