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          多孔介質(PM)發動機技術-最新技術
          0 摘要 
          多孔介質(PM)發動機是基于多孔介質燃燒技術的新型發動機,能夠實現均質和穩定燃燒。 
          1 引言 
          能源危機與環保是人類日益關注的兩大焦點,隨著排放法規的愈加嚴格,對發動機的排放提出了更高的要求。由于均質壓然(HCCI)發動機具有高熱效率、低 和微粒排放的突出優點而成為發動機領域當前最大的研究熱點。但目前HCCI技術還面臨著預混合氣均質形成、全工況適應性差及自然著火速率缺乏有效控制等困難。基于多孔介質燃燒技術的超絕熱發動機在解決這些問題上具有明顯的優勢。多孔介質發動機能夠實現發動機內的均質和穩定燃燒。 
             多孔介質內的可控燃燒是一種新型燃燒技術,該技術不僅可以大幅度降低排放,在提高效率方面也有很大潛力,同時兼有燃燒穩定、結構經湊、負荷調節範圍廣等特點。基于多孔介質燃燒技術的超絕熱發動機概念,已得到各國學者的廣泛關注。 

          PM發動機的工作過程 
          多孔介質發動機一般有兩種形式,一是多孔介質與氣缸周期性接觸,另一種為多孔介質與氣缸保持永久性接觸。 
          (1)多孔介質與汽缸周期性接觸模型介紹︰ 
          如圖1所示,多孔介質燃燒室安裝在氣缸頂部,在TDC附近,新鮮空氣進入缸內,此時PM室與氣缸隔離, PM室內是燃油蒸汽.進氣、壓縮過程與傳統發動機一樣,為絕熱過程。壓縮過程末期(TDC前)PM室閥門開放,壓縮空氣進入PM室發生瞬時回熱,實現完全氣化,回熱近似為等容過程。空氣與燃油蒸汽在PM室內迅速混合並自點火燃燒,燃燒放出大量熱量,一部分存儲在PM內,一部分推動活塞做功,燃燒近似為等溫吸熱過程。在絕熱膨脹沖程末期,PM室閥門關閉,燃油噴射到PM室內,實現氣化。此過程持續時間很長(直到下一循環壓縮末期),可以保證燃油完全氣化。經過排氣沖程後,開始新一循環的進氣沖程。每次循環,PM在壓縮末期放熱,在燃燒過程吸熱。 
                

          (2)多孔介質與氣缸保持永久性接觸︰ 
          如圖2所示,多孔介質( PM)燃燒室安裝在氣缸頂部,與氣缸始終保持耦合狀態。在進氣過程中,PM對缸內熱力環境的影響很小。壓縮前期, PM室內氣體較少,對缸內工質的影響很。 嫜顧豕痰慕,PM室內空氣增多,熱交換增強,在上止點(TDC)處幾乎所有空氣都進入PM室。在TDC前,噴嘴向PM內噴油,燃油在PM 室內迅速汽化,並與空氣混合,壓縮至TDC附近,發生自點火燃燒,火焰迅速貫穿整個PM體。膨脹過程基本發生在PM體外,與傳統機近似。 


          3、多孔介質發動機原理分析 
          3.1多孔介質簡介︰ 
          目前研究一般選用泡沫陶瓷作為多孔介質。泡沫陶瓷材料的發展始于20世紀70年代,是一種具有高溫特性的多孔材料。其孔徑從納米級到微米級不等,氣孔率在20%∼95%之間,使用溫度為常溫∼1600℃轉載請注明出自中國汽車


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