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多孔介质(PM)发动机技术-最新技术
0 摘要 
多孔介质(PM)发动机是基于多孔介质燃烧技术的新型发动机,能够实现均质和稳定燃烧。 
1 引言 
能源危机与环保是人类日益关注的两大焦点,随着排放法规的愈加严格,对发动机的排放提出了更高的要求。由于均质压然(HCCI)发动机具有高热效率、低 和微粒排放的突出优点而成为发动机领域当前最大的研究热点。但目前HCCI技术还面临着预混合气均质形成、全工况适应性差及自然着火速率缺乏有效控制等困难。基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机在解决这些问题上具有明显的优势。多孔介质发动机能够实现发动机内的均质和稳定燃烧。 
   多孔介质内的可控燃烧是一种新型燃烧技术,该技术不仅可以大幅度降低排放,在提高效率方面也有很大潜力,同时兼有燃烧稳定、结构经凑、负荷调节范围广等特点。基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机概念,已得到各国学者的广泛关注。 

PM发动机的工作过程 
多孔介质发动机一般有两种形式,一是多孔介质与气缸周期性接触,另一种为多孔介质与气缸保持永久性接触。 
(1)多孔介质与汽缸周期性接触模型介绍: 
如图1所示,多孔介质燃烧室安装在气缸顶部,在TDC附近,新鲜空气进入缸内,此时PM室与气缸隔离, PM室内是燃油蒸汽.进气、压缩过程与传统发动机一样,为绝热过程。压缩过程末期(TDC前)PM室阀门开放,压缩空气进入PM室发生瞬时回热,实现完全气化,回热近似为等容过程。空气与燃油蒸汽在PM室内迅速混合并自点火燃烧,燃烧放出大量热量,一部分存储在PM内,一部分推动活塞做功,燃烧近似为等温吸热过程。在绝热膨胀冲程末期,PM室阀门关闭,燃油喷射到PM室内,实现气化。此过程持续时间很长(直到下一循环压缩末期),可以保证燃油完全气化。经过排气冲程后,开始新一循环的进气冲程。每次循环,PM在压缩末期放热,在燃烧过程吸热。 
      

(2)多孔介质与气缸保持永久性接触: 
如图2所示,多孔介质( PM)燃烧室安装在气缸顶部,与气缸始终保持耦合状态。在进气过程中,PM对缸内热力环境的影响很小。压缩前期, PM室内气体较少,对缸内工质的影响很小,随压缩过程的进行,PM室内空气增多,热交换增强,在上止点(TDC)处几乎所有空气都进入PM室。在TDC前,喷嘴向PM内喷油,燃油在PM 室内迅速汽化,并与空气混合,压缩至TDC附近,发生自点火燃烧,火焰迅速贯穿整个PM体。膨胀过程基本发生在PM体外,与传统机近似。 


3、多孔介质发动机原理分析 
3.1多孔介质简介: 
目前研究一般选用泡沫陶瓷作为多孔介质。泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。其孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%~95%之间,使用温度为常温~1600℃转载请注明出自中国汽车


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