摘 要：随着内燃机燃烧技术在各个生产行业的不断普及，内燃机燃烧技术的研究现状与发展方向成为了全社会共同关注的热点话题，本文简要介绍了内燃机燃烧技术的应用现状，以及燃烧技术的应用原理，并以此为根据深入讨论了内燃机燃烧技术将来的发展方向，希望通过本文的介绍，可以为相关工作者对燃烧技术的研究提供参考。

关键词：内燃机；燃烧技术；工作原理

前言：内燃机的发明至今已有100多年的历史，经过大量的应用实践，其供热效率、功率范围、应用技术都得到了长足的发展。现如今，内燃机燃烧技术已经在工业、农业、交通运输业等领域普及，不过，随着科学发展观与生态保护意识的不断发展，各生产领域对内燃机燃烧技术提出了更高、更严格的要求，如何有效的降低内燃机有害气体的排放量，成为了全世界共同关心的课题。

一、关于内燃机燃烧技术

（一）压燃式发动机

压燃式发动机俗称柴油机，其工作原理是通过缸内压缩混合气体到一定温度和压力，使混合气体产生自燃，其预热混燃烧量与初始放热率峰值成正比，然后继续扩散燃烧工作，使燃油与空气边混合边燃烧。所以，传统柴油机对喷射压力的要求较高，保证适当的空气涡流强度，方便扩散燃烧工作顺利完成。压燃式燃烧技术的主要优缺点包括：（1）由于柴油机燃烧技术可以采用较高的压缩比，其热效率比较高，性价比与经济产能比较高。（2）由于在上止点前的第一阶段非均质预混合燃烧会引起较高的压力升高率，所以压燃式燃烧技术在应用的过程中会产生的噪音。（3）预混合燃烧会使燃烧温度不断提高，而且缸内空气比较充足，所以，柴油机在工作的过程中会排放大量的PM。

（二）点燃式发动机

点燃式发动机俗称汽油机，与柴油机相比，汽油机属于典型的预混燃烧技术的应用，其燃烧技术的主要优缺点包括：（1）为了防止在工作过程中出现爆震现象，汽油机的压缩比较低、热效率比较低、经济产能比较低。与柴油机相比HC、CO排放量比较高。（2）在进气行程燃油就喷入进气管，燃油与空气有足够的时间在燃放发生之前进行充分的混合，形成均匀的可燃混合气体。因此汽油机在工作的过程当中比柴油机更为柔和，震动幅度和噪音比较小。（3）由于柴油机的工作动力源于基本均匀的预混合气体燃烧，PM的排放量比较少。除此之外，由于燃烧温度比较低，所以汽油机在工作过程中产生的NOX要比柴油机产生的少。

二、内燃机燃烧技术的发展现状

由于能源利用问题以及环境破坏问题不断严重，促使全球相关科研工作者追求内燃机技术的新发展来解决能源利用问题和环境破坏问题。目前经典的新型燃烧技术包括：柴油机的电控高压共轨喷射技术、进气道喷射技术、汽油机的缸内直喷技术等。

（一）柴油机的高压共轨喷射技术

柴油机的电控高压共轨系统有高压泵、轨、喷油器、传感器、电磁阀、电控单元各部分组成。喷油器气上的电磁阀控制喷油时间、喷油量，电磁阀由电控单位根据传感器提供的信息进行控制和调整[1]。

近年来发展起来的柴油机高压共轨喷射技术的喷射压力不随负荷、转速的改变而改变。在低转速低负荷时仍可以保持较高的喷射压力，所以使得柴油机性能得到大幅度提高。在结合电控技术出现以后，柴油机的高压共轨喷射技术能够保证灵活的预喷、后喷，满足更高的排放性能要求。

（二）进气道喷射技术

混合气体分层主要依靠气流的运动结合适时的喷油实现。现阶段，进气道喷射技术可分为涡流分层和滚流分层两种。（1）涡流分层稀燃系统是通过对进气系统的合理配置，在缸内产生强烈的涡流运动。涡流运动的轴线与气缸中心线大致重合，形成沿气缸轴线的涡流运动。在初期的进气冲程过程中，随着活塞逐渐向下运动，缸内形成较强的涡流。通过控制喷油时间使喷油器在进气后期喷油，进入气缸的然后大部分会保持在气缸顶部，气缸内的强涡流使混合气体出现分层现象，形成上浓下稀的分层效果。涡流在压缩后期随着活塞的上行逐渐衰弱，但是涡流的分层效果仍然稳定，方便机器点火燃烧。根据大量的工作实践可以看出，缸内涡流的强度和喷油是影响稀燃效果的主要因素使缸。喷油时间和喷油速率决定了缸内混合气在流畅中的空间分布以及浓度层次。（2）滚流分层稀燃系统是指气流的旋转中心线与气缸的轴线垂直，滚流分层通过合理的配置进气系统，可以促使滚流运动的形成。当进气门升程较小时，进气流在缸内的流动紊乱，有不明显的规律运动。两个旋转轴相互平行而同时垂直于气缸轴线的涡团，一个在进气门下方靠近进气道一侧，另一个在进气道对侧，排气门的下方。随着气门升程的加大和活塞不断下移，滚流强度不断加大，在进气行程下止点附近滚流强度达到最大，处于滚流的发展期。压缩行程属于滚流的持续期。在压缩行程后期，由于燃烧室空间较小，不利于滚流的发展[2]。

三、内燃机燃烧技术的理论发展

（一）MK系统

MK系统基本特征是属于低温、预混合燃烧能够同时降低NOX、PM的排放量。在MK系统中引用拥有较高的废气再循环例率设备，从而大幅度的降低NOx的排放量。不过由于较高废气再循环率通常会引起排气烟度增加，所以，MK系统设法通过延迟喷油来实现预混合燃烧，从而达到降低PM排放量的目的。

（二）HCCI燃烧

HCCI发动机利用的是均质混合气体，但区别于其他常规汽油机的单点火方式。其通过提高压缩比，采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气得温度和压力，致使混合气体进行压缩自燃，在气缸内形成多点火核，有效保证了气体燃烧的稳定性，在一定程度上缩短了火焰传播的距离和燃烧持续期。

（三）多孔介质燃烧

多孔介质中的超绝热燃烧是一种较为先进的燃烧技术，具有高性能、低污染的缺点。多孔介质燃烧技术多应用于发动机中。根据大量的工作实践证明，多孔介质中预混合气体稳定燃烧的特点包括：（1）由于多孔介质的热容量和气固之间的传热性能较高，使燃烧过程可在较低的温度下进行。 （2）反应区范围比较大，其厚度可达自由火焰厚度的数百倍[3]。

四、燃烧技术的发展设想

内燃机工作者为了进一步改善内燃机燃油的经济性与环保性，正在尝试研究一种将压燃式与点燃式发动机的优点结合于一身的新型燃烧技术，柴油机预混合燃烧就是代表性技术之一。除此之外，发现NOx的排放新途径，将有望从根本上解决柴油机排放控制难题。

总结：本文介绍了的柴油机、汽油机等常见的内燃技术以及其发展现状，从中可以看出，改善内燃机应用的经济产能与环保效果成为了燃烧技术发展的主要方向。实际工作者和相关的科研人员，要以可持续发展为原则，根据实际生产需要为指导，科学合理的应用和研究内燃机燃烧技术。

参考文献：

[1]汪亚芳.大缸径天然气发动机不同压缩比的燃烧仿真分析[J].山东工业技术，2015，16（16）：68-253.

[2]潘江如，张春化，刘家利.乙醇燃料改质对HCCI燃烧特性的影响[J]. 世界科技研究与发展，2013，06（16）：683-685.

[3]2011年国际内燃机高端论坛在玉柴召开提高内燃机节能技术将是我国内燃机技术研发的重要努力方向[J].内燃机与配件，2012，01（16）：41.