0 引言

作為熱力發(fā)動機(jī)最重要的實現(xiàn)形式之一，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)在車輛、船舶、電力、國防、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)領(lǐng)域都有著極為廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)體系的不斷發(fā)展擴(kuò)大，全世界對化石能源的消耗速率逐年增長，而主要以汽油或柴油為燃料的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)在每年的化石能源消耗總量中貢獻(xiàn)了相當(dāng)大的比例。學(xué)術(shù)界的主流觀點(diǎn)認(rèn)為，煤、石油、天然氣等化石能源屬于不可再生資源，全球范圍內(nèi)的化石能源儲備總量是有限的

，這使得能源危機(jī)自上個世紀(jì)以來就成為了全球關(guān)注的重要問題，也使得“節(jié)能”成為一個多世紀(jì)以來內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展歷程中最為突出的一個關(guān)鍵詞。關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能技術(shù)，可以從兩個角度去理解和研究，一個是在燃用傳統(tǒng)化石燃料的前提下，盡量提高內(nèi)燃機(jī)的能源利用效率，即實現(xiàn)增效節(jié)能

；另一個是在內(nèi)燃機(jī)中燃用可再生的新型能源物質(zhì)，如醇類燃料、醚類、生物柴油等，以替代不可再生的化石燃料，如汽油、柴油等，即實現(xiàn)替代節(jié)能。本文主要梳理往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)增效節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并在文章的末尾簡述新型可再生替代燃料在往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景。

3.1 職業(yè)俱樂部主導(dǎo)下的社區(qū)足球體系 英國職業(yè)足球俱樂部部門中的社區(qū)部（Community Department）專門負(fù)責(zé)所在地區(qū)青少年足球運(yùn)動普及、推廣與選材工作，還包括與當(dāng)?shù)貙W(xué)校、社區(qū)、企業(yè)、政府進(jìn)行各種足球活動。對于學(xué)校教育中的英國孩子們而言，課余之后參加居住地所在社區(qū)的足球活動才是孩子們真正參與體育鍛煉、接觸足球運(yùn)動的方式。

1 柴油機(jī)與汽油機(jī)的熱效率比較

往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)按照其內(nèi)部燃燒模式的不同，主要可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種類型。汽油機(jī)采用燃料-空氣預(yù)先混合、火花塞點(diǎn)火燃燒的方式組織氣缸內(nèi)部的燃燒過程，柴油機(jī)內(nèi)部則按照先壓縮空氣后噴射燃料、燃料遇高溫空氣自燃的方式進(jìn)行燃燒。汽油機(jī)和柴油機(jī)工作模式的不同，導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)性和排放性的不同。從排放性看，汽油機(jī)與柴油機(jī)則各具特點(diǎn)。汽油機(jī)和柴油機(jī)之所以采用不同的燃燒模式，歸根結(jié)底是因為汽油和柴油的理化性質(zhì)不同。汽油的特性是蒸發(fā)性好但自燃點(diǎn)較高，難以依靠氣體壓縮實現(xiàn)自燃著火，但易于實現(xiàn)油氣預(yù)混和點(diǎn)火引燃；柴油的特性則正好相反，不容易揮發(fā)但自燃點(diǎn)較低，容易實現(xiàn)壓縮自燃。從經(jīng)濟(jì)性看，汽油機(jī)的能源利用率低于柴油機(jī)，而汽油的價格通常又高于柴油，因而汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性比柴油機(jī)更差。

1.1 柴油機(jī)的熱效率

柴油機(jī)工作時，先利用壓縮行程壓縮充入氣缸的新鮮空氣，并籍此產(chǎn)生較高的溫度，而后再噴射燃料，燃料是在壓縮行程的末尾階段才開始噴入氣缸，與高溫空氣霧化、混合的同時發(fā)生自燃。柴油機(jī)的這種燃燒模式可以保證在采用較高壓縮比(通?？蛇_(dá)到20左右

)的情況下仍能很好地控制燃燒正時(燃燒正時由噴油正時決定)。由于油氣混合過程與燃燒過程幾乎同步進(jìn)行，柴油機(jī)的燃燒速度和燃燒效率相對較低，氣缸內(nèi)工質(zhì)所經(jīng)歷的熱力循環(huán)過程更接近于狄塞爾循環(huán)。根據(jù)熱力學(xué)知識，柴油機(jī)的壓縮比越高，則循環(huán)熱效率也越高。理論上，在壓縮比一定的條件下，奧托循環(huán)的熱效率要高于狄塞爾循環(huán)，但由于柴油機(jī)的壓縮比通常遠(yuǎn)高于汽油機(jī)的壓縮比，因此柴油機(jī)的熱效率也明顯優(yōu)于汽油機(jī)。數(shù)據(jù)表明，目前的四沖程高速柴油機(jī)的熱效率可以達(dá)到45%左右，而芬蘭瓦錫蘭公司生產(chǎn)的船用低速二沖程柴油機(jī)的熱效率可以高達(dá)55%

。

1.2 汽油機(jī)的熱效率

在典型的汽油機(jī)工作模式下，由于燃料和空氣在壓縮行程中已經(jīng)充分混合，一方面需要防止可燃混合氣在火花塞點(diǎn)火之前因局部高溫而引發(fā)自燃，從而破壞燃燒正時，另一方面需要防止火花塞點(diǎn)火之后燃燒過于劇烈，從而產(chǎn)生爆燃、爆震。因此，汽油機(jī)的壓縮比通常不宜過高，一般控制在10左右。由于經(jīng)過預(yù)混的油氣混合物燃燒過程十分短暫，汽油機(jī)氣缸內(nèi)的工質(zhì)所經(jīng)歷的熱力循環(huán)過程接近于奧托循環(huán)。由熱力學(xué)知識可知，在理想奧拓循環(huán)中，發(fā)動機(jī)的壓縮比越大，則循環(huán)熱效率越高，而汽油機(jī)的壓縮比較低，從而導(dǎo)致其實際熱效率不高，傳統(tǒng)汽油機(jī)的熱效率只有30%左右。當(dāng)然，由于采用較低的壓縮比，汽油機(jī)的振動噪聲也相對較小，轉(zhuǎn)速可以較高，結(jié)構(gòu)更為緊湊，這些特點(diǎn)是汽油機(jī)在小型汽車上得以廣泛應(yīng)用的重要原因

。

2 柴油機(jī)的增效節(jié)能技術(shù)發(fā)展情況

Section 7: Line-cut analysis for nano-dots in Fig. 3

2.1 廢氣渦輪增壓技術(shù)

在增效節(jié)能的技術(shù)發(fā)展方面，汽油機(jī)的情況大體上與柴油機(jī)類似，可以從渦輪增壓技術(shù)、電控燃油直噴、先進(jìn)燃燒技術(shù)和油電混動幾個方面進(jìn)行梳理。其中渦輪增壓的原理和作用與柴油機(jī)類似，所不同的是汽油機(jī)通常用于小型汽車，其功率較小，廢氣能量較少，常采用機(jī)械增壓而非廢氣渦輪增壓，因而在廢氣能量回收方面不如柴油機(jī)的廢氣渦輪增壓技術(shù)顯著。汽油機(jī)的油電混動技術(shù)如今也已經(jīng)在車用動力裝置上實現(xiàn)了，其基本思想如同柴油機(jī)的油電混動技術(shù)，這里不再贅述。下面主要介紹汽油機(jī)的電控高壓燃油噴射技術(shù)和先進(jìn)燃燒技術(shù)。

2.2 高壓共軌技術(shù)

2.4.1 均質(zhì)壓燃技術(shù)

2.3 電控噴射技術(shù)

除了上述提到的均質(zhì)壓燃、稀薄燃燒、低溫燃燒之外，優(yōu)化燃燒室的幾何形狀以強(qiáng)化油氣混合過程的紊流效果，從而提高油氣混合效率，擴(kuò)大預(yù)混燃燒在典型柴油機(jī)燃燒過程中所占的比例，也是實現(xiàn)柴油機(jī)增效節(jié)能的必要措施。

2.4 先進(jìn)燃燒技術(shù)

經(jīng)過渦輪增壓技術(shù)、高壓共軌技術(shù)、電控噴射技術(shù)這三次里程碑式的重要技術(shù)升級后，柴油機(jī)的熱效率已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，進(jìn)一步提高柴油機(jī)熱效率主要依靠發(fā)展先進(jìn)燃燒技術(shù)，通過進(jìn)一步完善燃燒過程，減少因燃燒緩慢和燃燒不完全造成的效率損失。如前所述，柴油機(jī)的理論工作循環(huán)是狄塞爾循環(huán)，在這種熱力循環(huán)模式下，燃燒過程是以等壓過程進(jìn)行的，而等壓燃燒過程會造成一定的能量損失，故而在相同壓縮比條件下，狄塞爾循環(huán)的理論熱效率比奧拓循環(huán)要低。而柴油機(jī)的理論循環(huán)中之所以存在等壓燃燒過程，是因為柴油機(jī)采用先壓縮空氣后噴射燃油的方式進(jìn)行油氣混合，導(dǎo)致燃燒過程以較為緩慢的擴(kuò)散燃燒為主，燃燒過程需要持續(xù)一定的曲軸轉(zhuǎn)角，從而產(chǎn)生等壓過程。為了縮短等壓燃燒持續(xù)時間，就需要通過重新組織燃燒過程，獲得高效、快速的燃燒?，F(xiàn)有的與此相關(guān)的先進(jìn)燃燒技術(shù)理念，基本上都可以用“均質(zhì)壓燃(HCCI)、低溫燃燒(LTC)”來概括其主要學(xué)術(shù)思想。

分析數(shù)據(jù)可能存在量綱不同的情況，如體重和身高，它們量綱不同，體重可能在40-60kg間，身高可能在140-170cm之間，那么就需要進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。若直接用原數(shù)據(jù)分析，可能會加強(qiáng)數(shù)值較高的指標(biāo)在分析結(jié)果的作用，削弱數(shù)值較低的指標(biāo)在分析結(jié)果的作用。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化公式：

高壓共軌技術(shù)是通過高壓油泵將燃油以高壓狀態(tài)(壓力可達(dá)200MPa以上)儲存在一個各缸共用的蓄油池(油軌)之中，然后根據(jù)各缸的噴油正時，適時地開啟供油閥門，將燃油以幾乎不發(fā)生變化的高壓(循環(huán)噴油量與共用油軌中的蓄油量相比很小，燃油噴射過程對共軌油壓的影響可忽略)持續(xù)地噴入氣缸。通過應(yīng)用高壓共軌技術(shù)，一方面可以通過高壓噴射保證燃油的良好霧化效果，使燃燒過程更加充分高效，并使各缸獲得基本相同的燃油噴射質(zhì)量，另一方面也為電子控制燃油噴射起止時刻和燃油噴射量提供了方便。

在經(jīng)濟(jì)全球化的時代，各國的經(jīng)濟(jì)、文化聯(lián)系不斷加強(qiáng)，在習(xí)近平總書記提出“一帶一路”的戰(zhàn)略方針以后，區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系不斷加強(qiáng)，為我國企業(yè)發(fā)展帶來了新氣象，各企業(yè)對人才的需求不斷增加，尤其是小語種。小語種是指除了英語以外的其他語言，如法語、德語、越南語等語言，“一帶一路”帶動了沿線國家的發(fā)展，而沿線國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要我國人員以及當(dāng)?shù)厝瞬殴餐?，因而使我國產(chǎn)生了小語種人才荒的現(xiàn)象。面對這種現(xiàn)象，我國各高校紛紛開設(shè)小語種課程，其教學(xué)模式也面臨轉(zhuǎn)型，企業(yè)對小語種人才培養(yǎng)也在適應(yīng)時代發(fā)展的要求，主要表現(xiàn)在：

事實上，“均質(zhì)壓燃”的技術(shù)思想一開始是針對汽油機(jī)提出的，其基本設(shè)想是通過設(shè)置高壓縮比，讓預(yù)先混合好的均質(zhì)充量混合氣自行著火燃燒。由于燃油和空氣是預(yù)先經(jīng)過充分混合的，且高壓縮比下氣體因壓縮而產(chǎn)生的局部高溫點(diǎn)零星分布于整個燃燒室空間。這樣，一旦混合氣著火，燃燒就會以多點(diǎn)預(yù)混燃燒的形式發(fā)生并傳播。由于預(yù)混燃燒的速度只決定于化學(xué)動力學(xué)，其火焰?zhèn)鞑ニ俣冗h(yuǎn)高于擴(kuò)散燃燒，而燃燒室內(nèi)多點(diǎn)同時著火又進(jìn)一步加快了燃燒進(jìn)程，均質(zhì)壓燃模式下的燃燒過程幾乎是在瞬間完成的，并且在保證燃燒速度的同時還保證了充分的燃燒效率，很好地避免了部分燃料未來得及燃燒或燃燒不完全的現(xiàn)象。然而，直接在傳統(tǒng)柴油機(jī)上實現(xiàn)純粹的均質(zhì)壓燃是不現(xiàn)實的，因為柴油是一種高活性燃料，其自燃點(diǎn)較低，如果以油氣預(yù)混的形式進(jìn)行壓縮，勢必會造成混合氣提前著火，破壞燃燒正時，導(dǎo)致燃燒粗暴。因此，有學(xué)者提出了活性梯度控制下的分層均質(zhì)壓燃，其基本思想是，在壓縮勻混階段，向氣缸內(nèi)噴射不容易壓燃的低活性燃料，例如汽油或乙醇，在壓縮行程將要結(jié)束時，向燃燒室內(nèi)噴射少量高活性燃料，例如柴油。這樣，高活性燃料在壓縮自燃后產(chǎn)生高壓燃?xì)?，進(jìn)一步壓縮低活性混合氣，使其達(dá)到著火條件，實現(xiàn)均質(zhì)壓燃。實驗數(shù)據(jù)顯示，按照這種活性控制壓燃模式工作的內(nèi)燃機(jī)可以實現(xiàn)60%的熱效率。

當(dāng)然，此時的柴油機(jī)實際上已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的柴油機(jī)了，而是一種雙燃料內(nèi)燃機(jī)，柴油在其中只是起到引燃低活性燃料的作用。

根據(jù)柴油機(jī)的工作模式，柴油機(jī)的增效節(jié)能主要可以從以下幾個方面入手。首先是適當(dāng)提高柴油機(jī)的壓縮比，例如增加氣缸的有效行程長度，或者通過渦輪增壓技術(shù)提高進(jìn)氣壓力，但壓縮比的進(jìn)一步提高受限于柴油機(jī)尺寸和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等因素。其次是改善柴油機(jī)的燃燒過程，使氣缸內(nèi)的燃燒過程進(jìn)行得更加快速而充分，以提高燃料的能源利用效率。還有就是進(jìn)一步優(yōu)化循環(huán)供油量的自動控制，根據(jù)柴油機(jī)外部負(fù)荷的需求和變化情況自適應(yīng)地調(diào)節(jié)循環(huán)供油量，使柴油機(jī)的循環(huán)供油量始終處于特定負(fù)荷條件下的最優(yōu)值。此外，還應(yīng)當(dāng)注意柴油機(jī)各缸之間功率分配的均勻性，通過先進(jìn)的燃油噴射控制技術(shù)，使各缸發(fā)出的功率在全負(fù)荷和部分負(fù)荷狀態(tài)下都比較接近。在柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程中，廢氣渦輪增壓技術(shù)、高壓共軌技術(shù)、電控噴射技術(shù)都是重要的技術(shù)進(jìn)步。

2.4.2 低溫燃燒技術(shù)

“低溫燃燒”的技術(shù)思想是，在柴油機(jī)的做功沖程中，雖然是高溫高壓的燃?xì)庠谄鹱饔茫瑲怏w的高溫和高壓總是緊密聯(lián)系在一起，但從推動活塞做功的角度看，真正起作用的是缸內(nèi)氣體的壓力而非溫度，過高的溫度只會造成更多的傳熱損失。如果能讓氣缸內(nèi)的氣體在獲得壓力升高的同時控制其溫度的上升，那么柴油機(jī)氣缸內(nèi)的傳熱損失就會減少，熱效率就能得到進(jìn)一步提升。為了獲得“高壓、低溫”的燃燒效果，一方面可以向氣缸內(nèi)充入過量的空氣，增加缸內(nèi)氣體的總摩爾數(shù)，讓更多的低溫氣體來稀釋燃?xì)獾母邷?，同時獲得較高的壓力。但如果過量空氣系數(shù)太大，就勢必會造成混合氣過于稀薄，如何在稀薄混合氣條件下實現(xiàn)可靠的、完全的燃燒，又成了一個需要解決的問題。目前，國內(nèi)外關(guān)于稀薄燃燒的理論和實驗研究仍在持續(xù)，其中也產(chǎn)生了不少研究成果，但可直接應(yīng)用于柴油機(jī)并取得良好增效節(jié)能效果的實用化技術(shù)成果還比較缺乏。另一方面，可以通過高效率的燃燒來縮短燃燒持續(xù)期，減少燃?xì)庠诟邷貭顟B(tài)向周圍壁面?zhèn)鳠岬某掷m(xù)時間，讓氣體的能量更多地轉(zhuǎn)化為推動活塞的機(jī)械功。從這一層面來說，低溫燃燒與均質(zhì)壓燃是相聯(lián)系的，通過提高燃燒效率，均質(zhì)壓燃不僅是避免不完全燃燒的有效方法，而且也是實現(xiàn)低溫燃燒的可行措施。

隨著微型電子傳感器技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)的燃油噴射過程也逐步實現(xiàn)了自動控制和智能化控制。電控噴射技術(shù)是通過高性能傳感器感知和獲取燃油壓力、曲軸轉(zhuǎn)角、燃燒溫度、排氣溫度等重要參數(shù)，并將這些參數(shù)實時輸入到柴油機(jī)上的計算機(jī)控制模塊中。之后，再由計算機(jī)控制模塊根據(jù)其內(nèi)置算法，發(fā)出一系列正確的控制信號，開啟或關(guān)閉噴油閥，控制噴油時刻和循環(huán)供油量，以實現(xiàn)噴油正時、循環(huán)供油量與柴油機(jī)負(fù)荷之間的動態(tài)最優(yōu)匹配。通過電控噴射技術(shù)，可以讓柴油機(jī)在各種不同工況下都能實現(xiàn)高效率，同時保證各缸承擔(dān)的負(fù)荷具有較好的均勻性。

2.5 油電混動技術(shù)

雖然柴油機(jī)在大部分工況下都可以實現(xiàn)較高的熱效率，但對于某一型特定的柴油機(jī)來說，通常存在一個熱效率最高的工況點(diǎn)，即最優(yōu)工況點(diǎn)。在移動式動力裝置上，電能也是不可或缺的一種能源?？紤]到實際情況中移動式動力裝置經(jīng)常需要工作于效率較低的部分負(fù)荷工況，如果讓柴油機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，向電網(wǎng)和電池供電，然后再通過電網(wǎng)和電池為船舶、車輛等平臺提供動力，就可以使柴油機(jī)始終工作在最高效率點(diǎn)。由于電池具有儲能作用，可以有效調(diào)節(jié)能量的供需平衡，而變頻電機(jī)則具有良好調(diào)速特性，即使在低負(fù)荷下也能具有較高的效率，因此采用柴油機(jī)-電池-電機(jī)相結(jié)合的混合動力裝置就可以獲得較高的能源利用效率，實現(xiàn)總體上的增效節(jié)能。油電混動技術(shù)如今已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注，并且已經(jīng)在高性能船舶和車輛上有所應(yīng)用。

3 汽油機(jī)的增效節(jié)能技術(shù)發(fā)展情況

柴油機(jī)的廢氣通常仍具有較高的溫度和壓力，如果直接排入大氣，就會造成較大的能量損失。渦輪增壓技術(shù)是利用柴油機(jī)排氣的剩余能量，驅(qū)動一個動力渦輪旋轉(zhuǎn)，然后通過渦輪帶動同軸的葉片式壓氣機(jī)工作。經(jīng)過壓氣機(jī)的壓縮環(huán)節(jié)后，空氣的壓力就得以提升。而具有一定壓力的空氣作為柴油機(jī)的新鮮進(jìn)氣充入氣缸，就可以進(jìn)一步提高柴油機(jī)的壓縮比。廢氣渦輪增壓技術(shù)的引入，使柴油機(jī)一方面實現(xiàn)了廢氣能量的回收利用，另一方面在一定程度上提高了實際的壓縮比，從而提高了熱效率。同時，由于渦輪增壓的作用，單位時間內(nèi)充入氣缸中的新鮮空氣的質(zhì)量有所增加，這就增大了空燃比，有利于實現(xiàn)更加充分的燃燒。

3.1 電控燃油直噴技術(shù)

與柴油機(jī)不同，傳統(tǒng)的汽油機(jī)并不直接向氣缸內(nèi)噴射燃油，而是在進(jìn)氣歧管噴射燃油，使其與新鮮進(jìn)氣充分預(yù)混。在汽油機(jī)的吸氣沖程開始后，預(yù)混好的油氣混合物經(jīng)過節(jié)氣門充入氣缸，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)附近時，混合氣經(jīng)火花塞的點(diǎn)火引燃，并以預(yù)混燃燒的模式迅速完成燃燒。

如前所述，為避免可燃混合氣在高壓縮比下出現(xiàn)無序爆燃，傳統(tǒng)汽油機(jī)的壓縮比較低，因而熱效率也較低。為了進(jìn)一步提高汽油機(jī)的壓縮比，研究人員開始嘗試在吸氣沖程時向汽油機(jī)氣缸內(nèi)直接噴射燃油，通過削弱汽油和空氣的均質(zhì)混合程度來防止高壓縮比下出現(xiàn)無序自燃的發(fā)生。上述嘗試最終形成了如今廣泛應(yīng)用的汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)，該技術(shù)不僅提高了壓縮比和熱效率，還省去了傳統(tǒng)汽油機(jī)上的化油器，簡化了汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)，同時也顯著提高了汽油機(jī)的動力性。

采用協(xié)方差分析，校正年齡、吸煙、飲酒及高血壓、糖尿病、肥胖患病率后，在新疆維吾爾族、哈薩克族老年男性中，對照組RANK基因CpG島甲基化率低于病例組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

3.2 先進(jìn)燃燒技術(shù)

如前所述，除了燃燒室的構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計之外，內(nèi)燃機(jī)的先進(jìn)燃燒技術(shù)大多可以用“均質(zhì)壓燃、低溫燃燒”來概括其本質(zhì)。事實上，均質(zhì)充量預(yù)混壓燃技術(shù)(HCCI)一開始就是為提高汽油機(jī)的熱效率而提出的技術(shù)思想。均質(zhì)壓燃技術(shù)自提出到現(xiàn)在已經(jīng)有十余年了。在國外，一些知名的汽車發(fā)動機(jī)制造商和內(nèi)燃機(jī)研究機(jī)構(gòu)長期致力于實現(xiàn)汽油機(jī)的均質(zhì)壓燃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種理論上效率很高的燃燒模式盡管在一定條件下是可以實現(xiàn)的，并且確實能讓汽油機(jī)獲得堪比柴油機(jī)的高熱效率，但能夠可靠運(yùn)行的工況范圍太狹窄，并不實用。考慮到技術(shù)的可行性和實用性，研究人員不再執(zhí)著于實現(xiàn)單純的HCCI，而是將其與其他技術(shù)方案結(jié)合起來，這就產(chǎn)生了一系列HCCI衍生技術(shù)，如部分混合壓燃(PCCI)

、部分預(yù)混壓燃(PPCI)

、火花塞輔助壓燃(SACI)

、活性控制壓燃(RCCI)

等等。值得一提的是，日本馬自達(dá)公司于2019年推出了其研制的第二代創(chuàng)馳藍(lán)天汽車發(fā)動機(jī)。馬自達(dá)公司宣稱，該型發(fā)動機(jī)采用了由火花塞點(diǎn)火控制的壓縮燃燒技術(shù)(SPCCI)，熱效率可達(dá)50%以上。

當(dāng)汽油機(jī)采用缸內(nèi)直噴技術(shù)后，如何準(zhǔn)確控制噴油時刻和循環(huán)供油量就成為了另一個問題。與柴油機(jī)類似，上述問題也采用燃油共軌和電子控制噴射的方式予以解決。但與柴油機(jī)的高壓共軌技術(shù)相比，汽油機(jī)的共軌油道中并不需要維持高達(dá)200MPa的壓力，通常只需要0.3MPa左右的壓力即可。這是因為汽油機(jī)的缸內(nèi)噴射發(fā)生在進(jìn)氣初始階段，此時氣缸內(nèi)壓力很低，因此較容易實現(xiàn)高質(zhì)量的燃油霧化效果。此外，燃油一般是在進(jìn)氣沖程初始階段就噴入氣缸，從噴油到點(diǎn)火之間有充分的油氣預(yù)混時間，因此也降低了對共軌油壓的要求。

所謂的SPCCI，本質(zhì)上就是上述提到的火花塞輔助壓燃技術(shù)，即SACI技術(shù)。其基本思想是，以適當(dāng)?shù)母邏嚎s比對混合氣進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓縮沖程快要結(jié)束時，火花塞對位于氣缸蓋附近的少量混合氣進(jìn)行點(diǎn)燃。被點(diǎn)燃后的氣體立即產(chǎn)生向下的壓力波，形成“氣錘”效應(yīng)，而此時活塞仍處于向上壓縮的運(yùn)動狀態(tài)，這樣以來，在氣錘和活塞的雙重作用下，未燃混合氣的實際壓縮比會進(jìn)一步增大，溫度進(jìn)一步升高，最終導(dǎo)致其壓縮自燃。由于燃燒的發(fā)生仍然是受火花塞點(diǎn)火控制的，因此燃燒正時是可以精確控制的，而混合氣的主體部分是依靠高壓縮比自行著火的，實現(xiàn)了準(zhǔn)均值壓燃，因而大大提高了發(fā)動機(jī)的熱效率。

4 燃用新型可再生燃料

乙醇和生物柴油是兩種可以在往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中替代傳統(tǒng)石化燃料的可再生新型燃料，其中乙醇作為一種綠色能源，在汽油機(jī)上的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)十分成熟，在巴西等工業(yè)乙醇產(chǎn)量較高的國家廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)，實現(xiàn)了對石化汽油燃料的有力替代。生物柴油是動植物油脂與醇類進(jìn)行酯交換反應(yīng)后得到的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙脂，其低熱值略低于石化柴油，但潤滑性和十六烷值高于石化柴油，可作為石化柴油的替代燃料應(yīng)用于各類柴油機(jī)。

隋竹欣、劉昊等[20]人在《創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙大鼠海馬、杏仁核神經(jīng)元自噬和凋亡改變》一文中詳細(xì)分析了PTSD海馬、杏仁核體積異常的機(jī)制，其以成年健康雄性SD大鼠作為研究對象，其中模型組大鼠應(yīng)用改良單一連續(xù)應(yīng)激方法，通過研究其發(fā)現(xiàn)，模型組大鼠海馬、杏仁核組織Beclin-1表達(dá)水平、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值、神經(jīng)元TUNEL陽性細(xì)胞百分率以及凋亡率明顯高于對照組，這提示大鼠經(jīng)單一連續(xù)應(yīng)激干預(yù)后，其海馬、杏仁核神經(jīng)元均存在細(xì)胞自噬和凋亡現(xiàn)象，這很可能說明創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙可對機(jī)體的海馬、杏仁核區(qū)域產(chǎn)生一定影響，為進(jìn)一步證實該結(jié)論，還需進(jìn)一步展開大樣本研究。

在往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中用可再生的新型代用燃料替代傳統(tǒng)石化燃料，可以有效降低全世界對石油資源的消耗速度，實現(xiàn) “替代節(jié)能”。同時，由于乙醇和生物柴油均為含氧燃料，在燃燒過程中可以實現(xiàn)部分自供氧，在更低的過?？諝庀禂?shù)條件下實現(xiàn)完全燃燒，即實現(xiàn)“低氧燃燒”，從而能夠有效抑制NOx的生成量，降低NOx排放。

現(xiàn)階段，受制于生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)成本，乙醇燃料和生物柴油還遠(yuǎn)不能實現(xiàn)對傳統(tǒng)石化燃料的完全替代，繼續(xù)探索大規(guī)模、低成本、高效率的可再生新型燃料制備方法，仍然是今后能源化工領(lǐng)域的一個重點(diǎn)研究課題。就目前的產(chǎn)量和生產(chǎn)成本而言，乙醇燃料相比生物柴油更具優(yōu)勢。但乙醇與柴油的理化性質(zhì)差異較大，且不能與柴油任意比例互溶，在不對發(fā)動機(jī)進(jìn)行較大改變的前提下，如何在柴油機(jī)中大量使用乙醇燃料仍然是一個有待解決的難題。

部分科室人員缺乏固定資產(chǎn)管理的責(zé)任與意識，加之固定資產(chǎn)的管理責(zé)任并未落實到具體的責(zé)任人，也缺乏相關(guān)管理制度對這一崗位進(jìn)行規(guī)范和考核，因此各個科室的資產(chǎn)管理水平參差不齊，不僅為盤點(diǎn)工作增加了困難，也不利于國有固定資產(chǎn)的日常管理。

5 結(jié)束語

往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)是一類廣泛應(yīng)用于各行業(yè)領(lǐng)域的重要動力機(jī)械，在成本、產(chǎn)量均能滿足推廣使用要求的新能源出現(xiàn)之前，燃用傳統(tǒng)化石燃料的汽油機(jī)和柴油機(jī)仍將在未來幾十年乃至更長的時間內(nèi)發(fā)揮其不可替代的作用。隨著全球能源危機(jī)的不斷加深，繼續(xù)開展往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的增效節(jié)能技術(shù)研究具有重大的理論和現(xiàn)實意義。本文梳理了柴油機(jī)和汽油機(jī)的增效節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了以“均質(zhì)壓燃、低溫燃燒”為基本特點(diǎn)的先進(jìn)燃燒技術(shù)及其在柴油機(jī)和汽油機(jī)上的應(yīng)用情況。事實上，以獲得快速、高效、清潔的燃燒過程為核心的先進(jìn)燃燒技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的增效節(jié)能，還能顯著降低一氧化碳、未燃燒碳?xì)?、顆粒物，以及氮氧化物等污染物排放。而大規(guī)模應(yīng)用可再生的新型燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石化燃料，則是實現(xiàn)節(jié)能的另一重要途徑。在能源危機(jī)與環(huán)境污染備受關(guān)注的今天，繼續(xù)深入研究內(nèi)燃機(jī)先進(jìn)燃燒技術(shù)，以及大力發(fā)展新型可再生替代燃料，具有非凡的意義和價值。

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