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1、第4期内燃机No.42006年8月InternalCombustionEnginesApr.2006缸内汽油直喷稀薄燃烧技术112周玉明,胡健丽,刘家全(1.重庆科技学院,重庆400042;2.华北油田公司二连分公司,河北任丘062500)摘要:介绍了非均质进气、缸内直喷稀薄燃烧技术,分别介绍了三种统一式和三种分隔式缸内直喷稀燃系统。采用该技术可在保持动力性指标的同时,还具有很好的燃油经济性,使有害排放大大降低。关键词:稀薄燃烧;非均质分层进气;缸内直喷式燃烧方式;预燃室式燃烧方式中图分类号:TK411 文献标识码:A 文章编
2、号:1000-6494(2006)04-0035-04LeanCombustionTechnologyinDirectInjectionGasolineEngines112ZHOUYu-ming,HUJian-li,LIUJia-quan(1.ChongqingCollegeofScienceandTechnology,Chongqing400042,China;2.NorthChinaOilfieldCo.,Renqiu062500,China)Abstract:Thispaperintroducesleancombustionte
3、chnologyinnon-uniformgasinletanddirectinjectiongasolineengine.Italsointroducesseparatelythree-in-oneandthreeseparateleancombustionsystems.Thetechnologycannotonlykeepitsindexofdynamicresponsebutalsohasbetterfueleconomy,whichcanreduceharmfulemissionsgreatly.Keywords:leanc
4、ombustion;non-uniformlayergasinlet;combustionindirectinjectiongasolineengine;combustioninprecom2bustionchamber 目前使用的汽油电喷系统大都是将燃油喷入进数,缸内直喷汽油机的爆燃倾向也大为降低,可采用气管,即进气管喷射(PFI),且多采用多点喷射系统高压缩比,在保持动力性指标的同时,具有很好的燃(MPI),可使汽油机的动力性、经济性得到很大改善。油经济性(可使油耗降低约3%)。为使CO,HC和NOX等有害排放降低,可与三效催化
5、缸内直喷大多采用稀薄燃烧系统。转化器相配,但会牺牲经济性。此外也存在诸如在1 稀薄燃烧小负荷工况下,因采用进气节流方法进行量的调节,使泵气损失增加,燃烧恶化,油耗增加,有害排放加按燃烧供给方式,可将稀薄燃烧分为均质和非大;冷启动时,混合气加浓,CO和HC排放增加,而此均质两种。时催化转化器的温度较低,不能发挥有效的净化作1.1 均质预混合方式用等问题。随着对节能要求和对有害排放量限制的所谓稀薄燃烧是指空燃比A/F大于理论空燃比提高(到2008年,欧洲轿车的HC排放要求减少到14.7时的燃烧。但在实际使用中为保证各缸不失140g/km)
6、,要求汽油机能兼顾节能和降低排放。稀火,混合气不能太稀,其空燃比的稀限为17∶1,所以薄燃烧能满足这个要求。将空燃比大于17的燃烧视为稀薄燃烧。缸内直喷式燃烧方式(GDI,GasolineDirectInjec2化油器式和大部份进气道喷射汽油机一般只能tion)汽油机既具有柴油发动机低燃料消耗的特点,在空燃比小于25的范围内工作,且采用均质预混合又具有汽油机高输出的优势,改变了油气混合机理,方式。冷启动时不再需要过量供油,而且可采用稀薄分层此种方式的空燃比限制在以化学当量比为中心燃烧技术及采用无节流或小节流的变质调方式避免的狭窄区域内
7、,即空燃比小于25的范围内工作,其节气门的节流损失,可有效降低HC等有害排放。由本身存在燃油经济性较差和自身排放高的缺点:于直喷时油滴蒸发主要依靠从空气中吸热而不是从a.为保证所要求的空燃比,只能用进气管节流壁面吸热,混合气温度和体积将下降,提高了充量系的方式对混合气充量进行调节。由于节流会引起较大的泵气损失,造成低负荷时的燃油经济性较差。 作者简介:周玉明(1946-),男,教授,主要研究方向:内燃机废气排放控制、内燃机节能。b.由于缸内充满均质的易着火和燃烧的混合收稿日期:2005-11-07气,容易产生爆燃,因而不能采用高压缩
8、比,使热效·36·内燃机2006年8月率较低。Process,程序化燃烧过程)是GDI稀燃方式中应用较c.浓混合气的比热容较低,也使热效率较低。早的系统,如图1所示。在化学计量比附近燃烧,NOX排放较高。其层状燃烧采用统
