第6期（总第233期） 2017年12月
车用发动机 VEHICLEENGINE
RCCI发动机及相关基础研究
王昆，廖世勇，袁春，张勇
（重庆理工大学车辆工程学院，重庆400054）
No 6(Serial No 233)
Dec 2017
摘要：活性氛围分层压燃(RCCI)是面向压缩点火发动机的一种燃烧新技术，在能够维持压缩点火发动机高热效率的前提下实现氮氧化物(NO，)与炭烟颗粒(PM)排放同时降低。回顾了RCCI燃烧理论的提出和发展历程，分析了发动机应用现状，提出了当前RCCI燃烧基础研究中垂需解决的关键问题。
关键词：活性氛围分层压燃（RCCI）：低温燃烧 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2017 06 001
中图分类号：TK422
文献标志码：A
文章编号：1001-2222(2017X06-0001-06
压缩点火发动机因其低转数域的高扭矩输出特性和宽广的功率范围，以及良好的燃油经济性和高可靠性，在工程机械、运输、舰船以及发电装备等方面有着非常广泛的应用。但压缩点火发动机中氮氧化物（NO，）和炭烟（PM）排放存在严重的折中(Trade-off)关系，同时降低这两种排放物异常床难。而PM和NO，都是形成当前最严重的大气污染型气候一雾霾的重要诱因。因此，开发面向压缩点火发动机的高效、清洁燃烧技术，不仅是满足社会发展对高效动力需求的重要举措，更是适应越来越严格的排放法规要求、建设环境发好型社会的必然。
活性氛围压缩燃烧（ReactivityChargeCom-pressionIgnition，RCCI)2是继均质充量压缩着火燃烧（Homogeneous ChargeCompressionIgnition， HCCI)3」、预混合压缩燃烧（PremixedChargeCom-pressionIgnition，PCCI)41等低温燃烧（LowTem-peratureCombustion，LTC)技术后，面向压缩点火发动机新兴的技术。已有的试验表明，RCCI发动机能较好地克服HCCI.PCCI等燃烧技术的燃烧控制难、负简适应性差等间题，并能较好地规避传统柴油机NO与PM排放的折中关系难题，极具应用前景。
RCCI的提出
燃烧是燃料化学能转化为机械能的最基本途收稿日期：2017-07-10；修回日期：2017-10-11
基金项目：国家自然科学基金项目（NSFC51776028）
径，而发动机燃烧是化石燃料能量利用最普遍、最有效的方式。随着化石能源短缺以及环境污染问题的严重，国内外发动机工作者都致力于研究发动机高效洁净燃烧技术，以解决能源和环境问题。压缩点火发动机作为重要动力源，更是获得大量的关注。
柴油机电控高压共轨喷射燃烧5是压缩点火发动机燃烧技术的最新进展。该技术采用200MPa 左右的超高压喷雾技术，使得柴油雾化质量显著提高，能大幅降低发动机燃烧过程中PM的生成。但其仍未突破传统柴油机扩散燃烧的固有瓶颈，在燃烧过程中，缸内仍充盈着满足NO：和PM生成条件的局部当量比和温度区域，无法同时实现超低NO，和PM排放。
低温预混合燃烧是同时降低PM与NO：生成的重要技术途径L」。HCCI,PCCI等技术是目前低温预混合燃烧理论最典型的应用。HCCI的混合气制备一般采用燃油早喷方式，形成类似于火花点火发动机的均质稀薄混合燃气，同时采用废气再循环(ExhaustGasRecirculation，EGR）、进气加温和增压等手段来提高缸内混合气的温度和压力，使气缸内的稀薄预混合气可以实现多点同时着火。HCCI 近似均质的混合燃气燃烧，避免了燃油过浓区域的存在，因而能够抑制PM的生成同时由于米用多点压缩着火避免了预混火焰的传播，发动机缸内燃烧没有明显的火焰锋面，并且由于采用稀薄燃烧，燃烧温度得以降低，使得NO，的生成也大幅减少。
作者简介：王昆（1990—），男，硕士，主要研究方向为内燃机替代燃料的燃烧基础研究；18695063739@163com，通讯作者：廖世男（1973—），男，教授，博士，主要研究方向燃料燃烧化学反应动力学shyliao@163com。