乙醇燃料分層技術突破了HCCI發動機的高負荷極限

根據澳大利亞新南威爾士大學和美國桑迪亞國家實驗室的報告，乙醇燃料分層技術可以顯著降低HCCI發動機的壓縮率并提高發動機的高負荷極限。在模擬實驗中，實驗團隊使用了結合氮氧化物排放因子的多空間模型來評估乙醇燃料分層技術在降低HCCI發動機助推率方面的效果。
HCCI發動機的工作原理類似于火花點火柴油發動機。與柴油發動機一樣，節流損失和高壓縮比可產生極高的熱效率。
將燃料混合物預混合以形成均勻的混合物，然后將其在氣缸中稀釋。結合這些因素，除了在燃燒過程中產生煙灰外，幾乎不會產生NOx有害氣體。
盡管HCCI引擎有很多好處，但是在實踐中仍然必須克服一些困難。首先是高負荷時的高壓縮比會導致發動機爆震，從而損壞發動機缸體。
其次，與受火焰傳播速度限制的火花點火發動機和受混合噴射速度限制的柴油發動機不同，HCCI發動機氣缸中的小油滴幾乎同時燃燒。燃油分層噴射技術也許能夠解決這個問題。
分層燃油噴射可通過分層均壓壓縮點火來實現，包括均質壓縮點火和兩階段點火，以便隨時控制燃料濃度以降低壓縮率。當將燃料直接噴射到燃燒室中時，燃料分層噴射用于實現局部冷卻。
由于單級點火對溫度非常敏感，因此，如果燃料混合器的溫度足夠高，則可以降低壓縮比。煙塵排放和氮氧化物之間保持平衡。
當減少氧化物排放時，溫度降低，煙塵氧化不完全，排放增加。乙醇是迄今為止最好的HCCI發動機燃料。
由于水的沸點高，他們還考慮了水和乙醇的混合燃料。他們建立了一個多空間模型并確認了HCCI發動機的自然分層數據，然后將范圍擴展到了燃料分層模型，并在仿真模型中計算了燃料分層蒸發量。
這導致氣缸中的燃油分層增加。研究表明：該模型可以準確預測乙醇的點火正時；它也可以預測熱分層的壓縮比。
當壓縮比高時，它不會引起分層，并且分層程度的持續增加將導致發動機熄火。 ＆amp; Middot;長期燃燒，加上不同量的蒸發冷卻，加劇了分層現象。
越來越多的分層現象導致了燃燒的繼續。 ＆amp; Middot;與兩階段點火不同，稀乙醇混合點火會排放少量的氮氧化物。
“燃料分層技術的缺陷在于，當局部溫度高時，會產生大量的氮氧化物，同時，當溫度太低時，燃燒效率會降低。加水后的混合燃料可以減少氮氧化物的排放并降低壓縮率。
這將是更高層次的分層技術。