燃烧控制技术

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锅炉燃烧过程的优化与控制

锅炉燃烧过程的优化与控制

锅炉燃烧过程的优化与控制随着各种能源的需求不断增长,燃煤锅炉已成为很多地区的主要供暖设备。

但是,煤炭燃烧过程中会产生大量的废气和污染物,给环境和人类带来严重的危害。

因此,锅炉燃烧过程的优化与控制显得尤为重要。

一、优化锅炉燃烧过程的目的优化锅炉燃烧过程的目的是,通过调整锅炉的运行参数,使锅炉的燃烧过程更加完善,达到以下几个目标:1. 提高热效率,降低能源消耗优化锅炉燃烧过程,可以使得燃烧效率达到最大值,从而提高热效率,降低燃料消耗。

比如,控制燃烧温度和氧气含量,使其保持在适宜范围内,可以使煤的燃烧充分,大大提高热效率。

2. 改善排放水平,减少污染物排放优化锅炉燃烧过程还可以改善排放水平,减少污染物排放。

比如,控制炉内的温度和氧气含量,可以使得污染物的生成量降低,达到减排的效果。

3. 提高运行稳定性,降低维护成本通过优化锅炉燃烧过程,可以提高锅炉的运行稳定性,减少事故和维护成本。

比如,控制燃烧温度和氧气含量,可以避免火焰失稳和高温腐蚀等问题,延长锅炉寿命。

二、锅炉燃烧过程的优化方法1. 调整燃烧温度在锅炉的燃烧过程中,燃烧温度的高低对煤的燃烧效率、污染物的生成和排放等方面都有着很大的影响。

因此,合理调整燃烧温度是优化锅炉燃烧过程的重要手段。

一般来说,燃煤锅炉要求燃烧温度在850℃以上,但是也不能超过1200℃,过高的温度会使煤的表面氧化速度过快,导致煤的燃烧效率下降,同时也会增加污染物的生成量。

因此,控制燃烧温度在850℃~1100℃之间是比较合适的。

2. 调整氧气含量氧气是支持燃烧的气体之一,但是过多或者过少的氧气都会对锅炉燃烧过程产生不良的影响。

因此,调整氧气含量也是优化锅炉燃烧过程的一个重要方法。

一般来说,燃煤锅炉要求炉内氧气含量在3%~7%之间,如果氧气含量过高,煤的燃烧效率会下降,同时也会增加氮氧化物和一氧化碳等污染物的生成量;如果氧气含量过低,则会导致火焰失稳和不完全燃烧等问题。

3. 优化喷嘴结构喷嘴是锅炉燃烧过程中的一个重要组成部分,优化喷嘴结构可以改善燃烧效率和排放水平。

燃烧控器工作原理

燃烧控器工作原理

燃烧控器工作原理
燃烧控制器是一种用于控制燃烧过程的设备,它的工作原理通常包括以下几个方面:
1. 燃烧参数检测:燃烧控制器会通过传感器对燃烧器中的温度、压力、氧浓度等参数进行监测。

这些传感器会将检测到的参数信号传输给控制器。

2. 参数处理:控制器会对从传感器接收到的参数信号进行处理,比较实际数值与设定值之间的差异,并根据差异调整相应的控制策略。

3. 控制策略:根据燃烧过程中的需求,燃烧控制器会采用不同的控制策略。

例如,如果燃烧过程需要保持特定的温度,控制器可以通过控制燃料供应量来实现。

另外,控制器也可以根据氧浓度的变化来调整燃烧空气的供应量,以保持燃烧效率。

4. 控制输出:根据控制策略,燃烧控制器会输出相应的控制信号,控制燃烧器的工作状态。

这些控制信号通常通过电气元件,如继电器或可编程逻辑控制器(PLC)来实现。

5. 监测反馈:燃烧控制器会持续监测燃烧过程中的参数变化,并根据实际情况调整控制策略。

如果检测到异常情况,控制器会发出警报信号,并采取相应的措施,确保燃烧过程的安全与稳定。

总结来说,燃烧控制器通过对燃烧参数进行监测和控制,实现
了燃烧过程的自动化控制。

它能够提高燃烧效率,减少能源浪费,同时确保燃烧过程的安全可靠。

浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术

浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术

浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术燃煤锅炉是我国当今主要的供热设备之一,而其烟气中含有大量的氮氧化物对环境造成了污染。

因此,如何实现燃煤锅炉的低氮燃烧,减少氮氧化物排放,是一个必须解决的问题。

目前,低氮燃烧技术广泛应用于燃煤锅炉中,通常采用以下三种方法:燃烧控制技术、燃烧添加剂技术和燃烧改进技术。

燃烧控制技术主要采用两步骤燃烧法,即在燃烧工艺的前段添加一定数量的空气,形成还原气氛,使部分NOx转化为N2;在后段添加适量的空气,进一步氧化NOx,减少排放。

此外,还可以采用高效燃烧器、燃烧过程智能控制等技术,降低燃烧温度和氮氧化物因素的生成。

燃烧添加剂技术是在燃烧过程中添加还原剂或氧化剂,改变燃烧过程中的氧氮比,从而减少NOx的生成。

目前主要使用的添加剂有NH3、尿素、氨水、氧化钙等。

通过添加还原剂来降低燃烧温度、加强还原作用,将NOx还原为N2。

而添加氧化剂则增加氧化反应,将NOx转化为NO2,通过后续处理将其减少排放。

燃烧改进技术是对燃烧设备的结构和参数进行优化改进,以降低燃烧过程中的燃烧温度和气体停留时间。

目前主要采用的技术有SNCR技术、SCR技术、高炉煤气直入式锅炉技术等。

其中,SCR技术是目前应用最广泛的一种技术,通过添加催化剂,在烟气中将NOx还原为N2和H2O。

通过以上的三种技术应用,可以实现燃煤锅炉的低氮燃烧,降低NOx的排放。

但是需要注意的是,不同技术的适用范围和效果不同,需要根据实际应用情况进行选择。

同时,对于加强对大气污染治理的要求,我们也需要努力寻求更加低氮的燃烧技术和治理措施,保护环境和人民健康。

固体火箭发动机燃烧不稳定及控制技术

固体火箭发动机燃烧不稳定及控制技术

一、概述固体火箭发动机作为一种重要的推进系统,因其结构简单、可靠性高及适应环境广泛等特点而被广泛应用于航天领域。

然而,固体火箭发动机在燃烧过程中可能出现不稳定情况,影响发动机的性能和安全性。

研究固体火箭发动机燃烧不稳定及控制技术具有重要意义。

二、固体火箭发动机燃烧不稳定的原因1. 燃料颗粒形状和分布不均匀:燃料颗粒的形状和分布不均匀会导致燃烧表面积发生变化,从而影响燃烧速率,导致不稳定燃烧。

2. 燃烧室内气体动力学不稳定:燃烧室内气体的流动和湍流运动会受到外部因素的影响,导致燃烧不稳定。

3. 发动机结构振动:发动机结构振动会对燃烧过程产生影响,导致不稳定性。

4. 燃烧参数控制不当:燃料投入速率、氧化剂与燃料的比例等燃烧参数的控制不当也是导致燃烧不稳定的原因之一。

三、固体火箭发动机燃烧不稳定的危害1. 降低发动机推力和效率:燃烧不稳定会导致燃烧效率降低,从而影响发动机的推力和效率。

2. 引发振动和冲击:燃烧不稳定会导致发动机结构振动加剧,可能对整个航天器系统产生不利影响。

3. 危及航天器安全:燃烧不稳定可能导致发动机爆炸,危及航天器安全。

四、固体火箭发动机燃烧不稳定的控制技术1. 燃料颗粒优化设计:通过对燃料颗粒的形状和分布进行优化设计,可以减少燃料颗粒对燃烧过程的影响,降低燃烧不稳定性。

2. 燃烧室内流场控制技术:通过优化燃烧室内的气体流动和湍流运动,可以减小外部因素对燃烧过程的影响,提高燃烧稳定性。

3. 发动机结构振动控制技术:采用先进的振动控制技术,可以减小发动机结构振动对燃烧过程的影响,提高燃烧稳定性。

4. 燃烧参数自动控制技术:通过引入先进的自动控制系统,对燃烧参数进行实时监测和调节,可以提高燃烧稳定性。

五、结语固体火箭发动机燃烧不稳定及控制技术是航天领域一个重要的研究课题,对提高固体火箭发动机的性能和安全性具有重要意义。

未来,我们将继续深入研究固体火箭发动机燃烧不稳定的原因和控制技术,为我国航天事业的发展做出更大的贡献。

汽车发动机燃烧控制技术

汽车发动机燃烧控制技术

汽车发动机燃烧控制技术随着汽车工业的快速发展,汽车已成为我们日常生活中不可或缺的交通工具。

而汽车的发动机作为汽车的核心部件,燃烧控制技术的先进性直接关系到汽车的性能和环境影响。

本文将探讨汽车发动机燃烧控制技术的重要性,以及相关的发展趋势。

一、燃烧控制技术的重要性汽车发动机的燃烧控制技术是指通过调整燃料的供给、气缸内空气的流动和喷油系统的工作来实现燃烧过程的最优化。

其重要性主要表现在以下几个方面:1. 提高燃烧效率:通过精确控制燃油喷射、点火时机和进气系统等参数,可以实现更完全的燃烧,提高燃烧效率,从而提高发动机的动力性能和燃油利用率。

2. 降低排放:采用先进的燃烧控制技术可以有效降低废气排放物的生成,如一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等,对改善空气质量和保护环境具有重要意义。

3. 增强节能性:燃烧控制技术的优化可以减少能量的损失,改善发动机的热效率,提高燃油利用率,从而降低燃油消耗,实现节能减排的目标。

二、发动机燃烧控制技术的发展趋势随着科学技术的不断进步,汽车发动机燃烧控制技术也在不断演进和创新,主要体现在以下几个方面:1. 直喷技术:传统的多点喷射燃油系统存在一定的缺陷,因此直喷技术成为了一种趋势。

通过将燃料直接喷射到气缸内,可以更好地控制燃油喷射的时机和量,提高燃烧效率。

2. 可变气门正时技术:可变气门正时技术通过调整气门开闭的时间和持续时间,可以更好地控制进气和排气过程,改善燃烧效率和动力性能。

3. 缸内直喷与涡轮增压技术的结合:将缸内直喷技术与涡轮增压技术相结合,可以实现更高的压缩比和更强的动力输出,同时降低燃油消耗和排放。

4. 混合动力技术的应用:混合动力技术通过电动机的辅助,提高发动机燃烧效率和节能性能,减少废气排放。

5. 智能化控制系统:随着智能化控制技术的不断发展,汽车发动机燃烧控制系统也趋向于智能化。

通过引入先进的传感器和控制算法,实现对燃烧过程的精确控制和优化。

三、发动机燃烧控制技术在实际应用中的案例以下是一些在实际应用中取得成功的汽车发动机燃烧控制技术案例:1. 直喷技术的应用:现代汽车普遍采用直喷技术,如GDI (Gasoline Direct Injection)技术和CRDI(Common Rail DirectInjection)技术。

热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用

热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用摘要:热能动力工程与人们生产以及生活有着非常紧密联系,已经成为人们生产、生活中不可缺少的重要内容。

热能动力工程是建立在热能、机械工程、动力工程等众多学科基础上综合性学科主要是将热能转化成为机械能,为人们生产提供相应的动力。

对热能动力工程进行深入研究,对提升能源应用效率促进我国可持续发展战略落实有着积极影响。

本文旨在通过分析锅炉中热能动力工程的运用并论述探究热能动力工程在锅炉方面的发展前景。

关键词:热能动力;锅炉;控制技术;运用1热能动力工程概念热能动力工程顾名思义主要研究热能与动力方面,其包括热力发动机,热能工程,流体机械及流体工程,热能工程与动力机械,制冷与低温技术,能源工程,工程热物理,水利电动力工程,冷冻冷藏工程等九个方面,其中锅炉的运行方面主要运用热力发动机,热能工程,动力机械,能源工程以及工程热物理等部分专业技术。

热能动力工程主要研究方面为热能与动力之间的转换问题,其研究方面横跨机械工程、工程热物理等多种科学领域。

其发展方向多为电厂热能工程以及自动化方向、工程物理过程以及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向、锅炉热能转换方向等,热能动力工程是现代动力工程的基础。

热能动力工程主要需要解决的问题是能源方面的问题,作为热能源的主要利用工程,热能动力工程对于我国的国民经济的发展中具有很高的地位。

2热能动力工程技术对于我国的热能动力工程而言;需要加强对其自动化的研究;更需要培养出更多的专业性人才。

在现在的实际发展中,热能动力工程已经成为热能源的主要应用工程,因其的专业性很强,不但是热能源的主力还成为了现代动力工程发展的基石。

热能动力工程研究范围非常广泛,其中涉及到机械工程、工程热物理等众多学科领域,利用热能与动能的转换,加强机械和电动力工程方面的控制,是以现代工程动力学为基础的专业学科。

热能动力工程在众多领域都有着非常广泛应用,也在实际应用中不断发展。

发电厂污染物排放控制技术

发电厂污染物排放控制技术

发电厂污染物排放控制技术随着我国工业化进程的加快,能源需求不断增加,电力需求也在逐年攀升。

而电力的主要生产方式是通过发电厂发电,而这种生产方式带来了一定的环境问题,其中最突出的就是污染物的排放问题。

发电厂排放的污染物对环境和人类健康产生了严重的威胁,因此,在发电过程中要采取一系列技术对排放的污染物进行控制,以保障环境和人类的健康。

发电厂主要排放的污染物有二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和二氧化碳等。

其中,二氧化硫和氮氧化物对人体健康和大气环境的影响是比较显著的,因此对它们的控制也比较紧迫。

针对发电厂污染物的控制,目前主要采用以下几种技术:1.燃烧控制技术燃烧控制技术是目前应用最广泛的发电厂污染物控制技术之一。

其中包括供氧控制、燃烧温度控制、燃料选择和燃烧器设计等多种技术。

通过这些技术的综合应用,可以有效控制污染物的生成和排放量。

例如,通过合理的供氧控制和燃烧温度控制,可以减少二氧化硫和氮氧化物的生成量;而通过燃料选择和燃烧器设计,可以降低颗粒物的排放量。

2.脱硫技术脱硫技术是控制二氧化硫排放的关键技术。

目前,主要采用的脱硫技术有干法脱硫和湿法脱硫两种。

其中,干法脱硫主要是在燃烧过程中添加石灰石等吸硫材料,将二氧化硫和吸硫材料反应生成硫酸钙,从而达到脱硫的目的。

而湿法脱硫则是以氧化钙(CaO)为主要反应剂,在反应池中将二氧化硫与氧化钙反应生成石膏(CaSO4),从而除去二氧化硫。

3.脱氮技术脱氮技术是控制氮氧化物排放的关键技术。

目前,主要采用的脱氮技术有选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种。

其中,SCR是通过加热并混合氨气和NOx,在SCR催化剂的作用下将NOx还原成氮气和水蒸气,从而实现脱氮的目的。

而SNCR则是使用尿素和氨水等还原剂,在高温环境中将NOx还原成氮气和水蒸气,也可以达到脱氮的目的。

综上所述,发电厂污染物排放控制技术是可行的,我们只需要选择合适的控制技术,合理运用技术手段进行防控,就可以有效地保障环境和人类健康。

燃烧过程中的气体污染控制技术

燃烧过程中的气体污染控制技术

燃烧过程中的气体污染控制技术随着世界经济的发展和工业生产的不断推进,大量的工业废气和尾气排放成为空气污染源之一。

在工业生产和生活中,燃烧过程是造成大气污染的主要原因之一。

燃烧产生的氧化物、氮氧化物、二氧化硫等有害物质对人类健康及环境都具有严重威胁。

因此,燃烧的气体污染控制技术也变得十分重要。

一、燃烧产生的气体污染燃料在燃烧过程中,会产生大量的有害气体,如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨、甲烷等。

其中,二氧化硫是造成酸雨的主要成分之一;氮氧化物对大气臭氧的形成有很大的贡献;一氧化碳和甲烷是温室气体,对全球气候变化造成危害。

二、燃烧过程中的控制技术为减少燃烧产生的气体污染,燃烧过程中的控制技术被广泛应用。

燃烧控制技术的核心思想是尽可能减少有害气体的产生,或通过控制气体排放的时间、浓度、分布等方式对有害气体进行处理。

1. 低氮氧化物燃烧技术低氮氧化物燃烧技术是减少氮氧化物排放的有效方法。

在低氮氧化物燃烧过程中,采用一系列技术手段降低氮氧化物的生成和释放。

如:采用前置燃烧器、增压燃烧、低氮燃气、燃煤脱硝等技术手段来降低氮氧化物的排放。

2. 烟气脱硫技术烟气脱硫技术是减少二氧化硫排放的有效方法。

在烟气脱硫过程中,通过吸收法、氧化还原法等技术手段来降低二氧化硫的排放。

其中,石灰石-石膏法是最常用的一种方式,它是通过喷雾石灰乳和石膏来将烟气中的二氧化硫吸收并转化为硫酸钙。

3. 净化烟气中的排放物净化烟气中的排放物是减少燃烧产生气体污染的重要措施之一。

烟气中的固体颗粒物(如灰尘)和气态污染物(如氧化物、酸雾等)都可以通过吸附、过滤等技术手段来净化。

烟气脱硫和净化联合是减轻煤电厂及工业企业环境污染的重要环保技术。

三、技术的应用技术的应用已经得到广泛的推广和应用。

在工业生产燃气、煤电厂、发电厂、钢铁企业、金属加工企业、印染企业等领域,都广泛的应用了燃烧过程中的气体污染控制技术。

众所周知,燃烧过程中的污染物并不仅仅由工业部门排放,汽车尾气、家庭燃气等也都是造成大气环境污染的主要原因之一。

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D4 GDI工作状态1-分层燃烧
D4 GDI工作状态2-均质燃烧
D4 GDI工作状态3-弱分层燃烧
D4 GDI各工作状态的使用区域
GDI存在问题
稀燃导致的大量NOx产生,但吸藏式还原催 化转化器技术尚待发展(主要原因是吸藏式 催化还原转化器对汽油含硫量要求极严 格); 汽油的直接喷入导致润滑油性能下降,发动 机寿命受到影响; 高温喷入汽油导致极小尺寸(<100nm)微 粒排放增加。
三菱GDI发动机
三菱小型MPV车Dingo装配4G15GDI发动机,1.5L,4*75.5*82,78kW/6000rpm, 140N.m/3500,11.0:1。在小负荷工况,ultra-lean 空燃比达到30~40,汽油在压缩行程喷 入,靠强滚流辅助混合燃烧;高负荷工况,均质混合气汽油在进气行程喷入;中间工况 lean-burn,空燃比20~24,汽油也是在进气行程喷入。
分层稀燃-本田CVCC燃烧系统
本田CVCC(Compound Vortex Controlled Combustion 复合涡流 控制燃烧)系统通过控制燃烧过程 来实现稀薄燃烧。 CVCC在传统火花塞位置上设置一 个副燃烧室(预燃室),并配有一 个副进气门。副燃烧室有两个火焰 喷孔,孔径φ6mm,总面积 1.565cm2。
GDI系统与传统汽油机性能对比
GDI系统油耗低的原理
油束直射GDI
混合气向火花塞的输送主要靠油束的喷 射能量,而燃烧室壁及气流运动影响较 小,但是气流运动对火焰在稀薄混合气 中侧传播起着决定性作用。 这种点火方式着火比较稳定,稀燃能力 强。但直接向火花塞喷油会影响火花塞 使用寿命,冷起动和产生炭烟问题较 大。并且需要将火花塞与喷油器都安装 在正中,对四气门汽油机会影响气门大 小。
室壁引流GDI
室壁引流火花塞与喷油器的距离较 远,混合气向火花塞的输送主要靠燃 烧室壁的形状和气流运动的配合。 燃烧室室壁引流首先将燃油喷向特殊 形状的活塞顶,部分形成油膜。然后 利用和活塞室壁配合的气流运动,将 可燃混合气送到火花塞。 对燃油喷射、气流运动和活塞顶形状 的配合要求很高,而且燃烧室的面容 比大,HC排放高。
均质混合气稀燃-射流式燃烧系统
天津大学刘友钧 教授上世纪80年 代提出并建立汽 油机射流式燃烧 理论,1993年获 国家发明3等奖。 燃油经济性大幅 度改善。 发动机压缩比达 到11以上。
汽油机降低油耗措施的发展
3.2.2 缸内汽油直接喷射GDI、DISI
GDI汽油机中由于汽油很难压燃着火,需要点燃。而过稀的 混合气很难点燃,这样直喷式汽油机需要分层混合,并选择 合适的方式将可燃混合气送往火花塞。 根据混合气引向火花塞的方式:
发动机在燃油稀混合气时可 靠工作的条件:
控制燃烧过程,使之实现快 速燃烧; 改善供给系混合气的制备与 分配; 改进或强化点火系。
分隔式燃烧室(预燃室):
主燃烧室(供稀混合气):
化油器; 燃油喷射。
预燃室(供浓混合气):
本田CVCC-化油器; 丰田TGP 保时捷SKS-汽油喷射; 大众PCI-汽油喷射。
丰田D4 GDI系统
D4 GDI系统组成及特点
涡流控制阀SCV控制缸内横向涡 流强度-带SCV的单边螺旋气 道; 为控制混合气形成和燃烧在活塞 顶部设置渐开线燃烧室; 将高压直接喷入燃烧室,可精密 控制喷射方向并使燃料充分雾化 -高压漩流喷油器; 可根据转速和负荷自由控制的气 门正时-VVTi; 实现舒适的加速和动态反应性能 -电子控制节气门; 使排气更洁净化-NOx吸藏还原 型三效催化转换器。
油束直射; 室壁引流; 气流引流。
汽油直喷对汽油机性能的影响
汽油直喷节油10~15%,在低负荷时采用分层稀燃,大负荷 时均质混合气燃烧,保证发动机的动力输出。
缸内汽油直接喷射GDI(DISI)
缸内直喷分层燃烧发动机:
燃油经济性好; 缸内温降大,提高抗爆震性能,充气效率高; 进气管无燃料黏附,过渡工况反映性能好,冷机HC排放 少; 高转速困难; 高负荷生成炭烟; 喷油器容易积碳,机油易稀释; 需要减少NOx排放的特殊催化转化器。
缸内汽油直接喷射GDI(DISI)
缸内直喷分层燃烧发动机的优缺点:
燃油经济性好; 缸内温降大,提高抗爆震性能,充气效率高; 进气管无燃料黏附,过渡工况反映性能好,冷机HC排放少; 高转速困难; 高负荷生成炭烟; 喷油器容易沉积,机油易稀释; 需要减少NOx排放的特殊催化转化器。
3.2.3 均质混合气压燃着火( HCCI、CAI) 均质混合气压燃着火是结合汽油机与柴油机 各自的优点而提出的一种新的燃烧概念。 HCCI的主要困难在于控制可燃混合气压缩着 火的时刻。
New Combustion Concept HCCI
HCCI: Homogeneous Charge Compression Ignition Other names: ATAC - thermp-atmosphere combustion CAI - Controlled Auto Ignition AR - activated radicals combustion TS - Toyota-soken combustion PCCI - premixed charge compression ignition CIHC - compression ignited homogeneous charge combustion
气流引流GDI
在气流引流GDI中燃油向火花塞方向喷 射,但不直接喷向火花塞,而是利用气流 的运动将混合气送往火花塞。这种系统燃 烧室比较紧凑,在发动机的各种运转状态 性能都较好。
GDI不同工况混合气的形成
直喷式汽油机过量空气系数随工 况变化而变化,部分负荷时,过 量空气系数较大,采用分层混合 燃烧,燃油在压缩行程后期才喷 入气缸。分层混合燃烧需要较强 的气流运动。FEV公司采用可变 进气涡流来实现。 高负荷时,过量空气系数小,需 要均匀混合,避免局部过量空气 系数小于0.6,以减少炭烟排放, 燃油在吸气行程就开始喷入气 缸,在过量空气系数等于1的均 匀混合气燃烧时,应尽量避免气 流运动,提高充气系数。
Principle of HCCI Operation
Gasoline (SI) Diesel (CI) HCCI
Homogeneous
inhomogeneous
Homogeneous
Flame Propagation
Diffusion Combustion
Multiple Ignition & Combustion
分层稀燃-本田CVCC系统的工作原理
进气过程:
进气时,大量稀混合气和极少浓混合气由独立的化油器分别供给主 燃烧室和副燃烧室。副燃烧室中的浓混合气通过火焰喷孔流到主燃 烧室和稀混合气混合,并形成空燃比梯度(分层进气)。
压缩过程:
压缩时,一部分稀混合气被压入副燃烧室,形成中等浓度混合气, 因此在压缩终了时在火花塞周围形成着火性能较好的浓混合气;在 主燃烧室的火焰喷孔附近形成适于火焰传播的中等浓度的混合气; 在主燃烧室其余部分是很稀的混合气。
稀薄燃烧是指能 燃用空燃比为 18:1或更稀混合 气的汽油机。 稀薄燃烧按供给 方式可分为:
均质; 非均质。
分层、非均质燃 烧是发动机实现 稀薄燃烧的主要 方式。
稀薄燃烧汽油机与传统汽油机的性能对比
排放物与空燃比的关系
稀薄燃烧(分层进气)
统一式燃烧室:
德士古TCCS; 福特PROCO; 三菱MCP。
大众路波车的FSI直喷式汽油机
结构形式 排量 缸径×行程 压缩比 每缸气门数 凸轮轴形式 混合气形成方式 标定功率 最大扭矩 起步加速 最高车速 百公里油耗 直列四缸 1390 76.5×75.6 11.5 4 DOHC 汽油直喷 105(77)/6200 130/4250 10.5 199 5.0
丰田MVCS GDI系统
球与椭圆组合成的副燃烧室 产生涡流形成稳定混合气; 未燃成分少。
福特PROCO燃烧系统
福特PROCO(Programmed Combustion Process 程序化燃烧过程)系统的层状进气采用统一式其余 哦直接喷射,利用螺旋气道形成进气涡流,在火花 塞附近形成浓混合气。喷油随负荷加大而提前,使 混合气近于均匀。
分层稀燃-SKS燃烧系统工作原理
SKS与CVCC主要区别是用燃油喷射泵取代化油器向预燃室内单独供给 燃油。进气行程,高压喷射泵将燃料直接喷入预燃室内,压缩行程主燃 烧室内稀混合气一部分进入预燃室,最后形成浓混合气。 SKS中火花塞置于点燃室中,使火花塞周围没有强烈涡流,便于火核的 形成。预燃室内为浓混合气,当活塞位于压缩上止点时,预燃室及喷孔 附近的主燃烧室部分以等容燃烧,产生强烈的涡流进而点燃主燃烧室内 的稀混合气(λ=1.5~3.0)。 主燃烧室内混合气在膨胀行程中几乎在等温状态下进行,爆发压力低, NOx排放少,膨胀温度高,使未燃HC与CO氧化。
着火膨胀过程:
火花跳火时,副燃烧室内浓混合气可靠着火,形成火焰从喷孔喷 出。首先着火的是喷孔附近中等浓度混合气,然后随着膨胀过程开 始使稀混合气着火燃烧,这样使极稀混合气能被火焰传播而稳定燃 烧。
分层稀燃-保时捷SKS燃烧系统
德国保时捷(Porsche)的SKS (Schichtlade-KammerSystem)是利用层状进气实现稀 燃的。 保时捷公司研究认为汽油机燃烧 由三个阶段组成:点火并形成火 焰中心;大部分燃料燃烧;后续 燃烧。第一阶段要求小部分混合 气由火花塞点燃放热大于表面散 热,因此点火应在稳定即没有涡 流的地方;第二阶段则需要强烈 涡流使燃烧迅速完成;第三阶段 则需要足够的过剩空气。
ห้องสมุดไป่ตู้
Emission
high NOx
PM, NOx Excellent
Fuel Economy Average
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