汽油燃料HCCI发动机控制研究现状与展望.pdf

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1、第46卷第6期小型内燃机与车辆技术2017年12月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．46No．6Dec．2017·综述·汽油燃料HCCI发动机控制研究现状与展望张建国，滕勤1刘青林2(1一合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥2300092一安徽江淮汽车股份有限公司技术中心)摘要：着火时刻控制是HCCI发动机的核心问题，是保障HCCI发动机高热效率、低NQ、CO排放的关键。分析了汽油燃料HCCI燃烧控制所面临的问题，阐述了影响着火时刻的主要因素。围绕HCCI燃烧的着火时刻无法直接控制、工作范围窄

2、这两大问题，说明了废气再循环、进气加热、预喷射对HCCI循环控制的影响。给出了HCCI燃烧控制的主要调控变量，讨论了各种着火时刻检测方法的利弊，列举了常用的控制器结构。针对HCCI燃烧闭环控制，分析了各种面向控制模型的特点。关键词：均质压燃汽油机面向控制的模型燃烧控制中图分类号：TK411文献标识码：A文章编号：2095—8234(2017)06—0054-09ProgressandEvolutioninControlStudyofGasolineHCCIEnginesZhangJianguoI,TengQinI,LiuQinglin21一SchoolofAuto

3、motiveandTrafficEngineering，HefeiUniversityofTechnology(Hefei，Anhui，230009，China)2一TechnicalCenter，AnhuiJianghuaiAutomobileCo．，Ltd．Abstract：Asacoreresearchfieldinthedevelopmentofhomogeneouschargecompressionignitionen—-gines，Ignitiontimecontrolisthekeyfactortoensurehighefficiencyandlow

4、NO。andCOemissions．Inthispaper，twomajorproblems，suchasthedirectcontroloftheburningtimingandthenarrowworkingrange，indicatetheinfluenceofEGR，inletheatingandpreinjectionontheHCCIcyclecontr01．ThemaincontrolvariablesofHCCIcombustioncontrolaregiven．Theadvantagesanddisadvantagesofvariousigni—

5、tiontimingdetectionmethodsarediscussed，andthecommoncontrollerstructuresarelisted．InviewofHCCIcombustionclosedloopcontrol，thecharacteristicsofvariouscontrolorientedmodelsareanalyzed．Keywords：HCCI；Gasoline；Controlorientedmodels；Combustioncontrol引言面对越来越严格的排放法规，传统内燃机燃烧方式本身特性所带来的排放限制和燃料利用率

6、限制逐渐达到瓶颈，而以均质压燃、低温燃烧(Homoge—neousChargeCompressionIgnition，HCCI)为特点的燃烧方式在节能和降低排放方面显示出巨大的潜力【n。均质压燃是在压缩过程中形成均质混合气，在到达压缩上止点附近时混合气自燃着火，不仅可以达到超高的空燃比以实现稀薄燃烧，而且压燃过程中混合气几乎同时燃烧释放能量，避免了火花塞点火时火焰扩散燃烧的能量损失。高热效率以及低NO，和PM排放的优势使得HCCI被认为是最有应用潜力的新型燃烧方式。汽油燃料具有高挥发性的特点，非常易于形成均质混合气，具有应用于HCCI燃烧的潜力【2]。通用、奔驰等

7、公司都曾经进行了HCCI发动机研发，但由于实现压燃的范围过窄、控制稳定性差、NVH、PM排放等诸多问题，只停留在概念车或试验原型机阶段。近年来，马自达公司攻克了诸多控制难题，在第二代创驰蓝天发动机上采用了HCCI技术，作者简介：张建国(1993一)，男，硕士研究生，主要研究方向为汽车电控与传感器技术。第6期张建国等：汽油燃料HCCI发动机控制研究现状与展望55开创了HCCI技术产业化应用的先河。由于HCCI本身燃烧特陛，在进气门关闭后就无法对其燃烧过程进行控制，缺乏对燃烧过程的有效控制一直是制约HCCI发展最主要原因。目前HCCI的控制主要是基于控制模型，根据传感

8、器输入信号