汽油机缸内直喷_GDI_稀薄燃烧技术_刘鑫

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1、汽油机缸内直喷(GDI)稀薄燃烧技术刘鑫(黑龙江道路运输管理局,黑龙江哈尔滨150036)摘要:稀薄燃烧技术是建立在混合气分层燃烧的基础上,分层燃烧是指在着火时刻火花塞周围分布适合于着火的浓混合气,而燃烧室其他位置为稀混合气。在气缸内如何形成适合的混合气浓度梯度分布是稀薄燃烧的关键技术。介绍稀薄燃烧方式、GDI分层稀薄燃烧、GDI滚流分层稀薄燃烧和空燃比反馈控制式稀薄燃烧技术。关键词:GDI;空燃比;燃烧;技术中图分类号:U461文献标识码:A文章编号:1008-5696(2011)01-0098-03Gasoline

2、DirectInjection(GDI)LeanBurnTechnologyLIUXin(HeilongjiangPathTransportationAdministrativeBureau,Harbin150036,China)Abstract:Leanburntechnologybuiltonstratifiedcombustionmixturebasedonthestratifiedcombustionisdistributedaroundtheignitionsparkplugforignitionofther

3、ichmixture,whilethecombustionchambertodilutemixtureofotherlocations.Inthecylindertoformasuitablemixtureconcentrationgradientisthekeytechnologyofleancombustion.Thisarticledescribestheleanburnmode,GDIstratifiedleanburn,GDILeanBurnStratifiedrollandleanair-fuelratio

4、feedbackcontrolledcombustiontechnology.Keywords:GDI;air-fuelratio;combustion;technologyGDI汽油机在整个运行工况范围内采用混合燃烧模式,即稀薄燃烧仅对中小负荷工况进行。在压缩行程后期喷油,通过晚喷在气缸内形成上浓下稀的分层混合气,点火后能高效稳定燃烧,混合气的平均空燃比可达到25,同时通过推迟点火时刻,采用EGR技术等控制排放;在大负荷或全负荷区,为了输出最大转矩,提供功率混合气,为此在进气行程中提前喷油,点火时缸内已形成均匀混合气

5、;在中等负荷、高速区采用均质的理论混合气燃烧,通过三元催化转化器降低排放。1稀薄燃烧方式根据气缸内涡流形式的不同,分为轴向分层稀薄燃烧和纵向分层稀薄燃烧;根据喷射方式不同,分为气道喷射(PFI)稀薄燃烧和缸内直喷(GDI)稀薄燃烧。GDI发动机的经济性和排放特性明显优于图1GDI与PFI燃烧过程比较PFI发动机,其燃烧过程比较见图1。涡流)控制、采用高压旋流式喷油器的喷雾及喷射时GDI稀薄燃烧技术包括缸内气流特性(滚流和间控制、喷射压力(2~5MPa)控制和稀薄燃烧等。收稿日期:2010-07-16GDI汽油机的喷油器

6、安装在燃烧室内,见图2,作者简介:刘鑫(1971-),男,工程师,研究方向:汽车工程.在气缸内更容易形成不均匀的混合气浓度梯度分第1期刘鑫:汽油机缸内直喷(GDI)稀薄燃烧技术#99#布,消除了气道油膜蒸发量对缸内混合气质量的影火花塞区,新鲜气体带入喷油区,依次循环工作。发响,减小泵气损失,更容易实现稀薄燃烧,且混合气动机压缩比可提高到12,从而提高热效率,改善燃A/F范围变宽,有利于进一步改善发动机的经济性油经济性。和排放特性。1.进气阀,2.喷油器图2GDI与PFI比较1、4、6.喷油器,2、5.火花塞,GDI发动

7、机燃烧室内气流的组织方式如图3所3.空气流动方向,7.挡板阀。示。壁面导向方式通过活塞顶部燃烧室的形状将喷图4燃烧室油器喷射的燃油导向气缸上部流动,配合燃烧室内2.2GDI滚流分层稀薄燃烧形成的挤流,在火花塞附近形成浓混合气。气流导向方式通过燃烧室结构形状设计,配合进气道的导1)对应切向进气道利用燃烧室结构形状,在压向作用,在气缸内形成涡流和滚流,配合喷射时间实缩过程中缸内形成压缩滚流,随压缩过程的进行滚现混合气浓度分层分布,在适当位置设置火花塞可流越来越强,配合喷射时间在缸内形成不同的混合靠点燃混合气。喷雾导向方式配

8、合气缸内的气流特气浓度分层分布,见图5,空燃比可达到40,燃油经性,合理布置火花塞及喷油器喷射的相对位置实现济性提高30%,采用40%的EGR率可降低NOX排稀薄燃烧。火花塞安装在靠近喷油器的下游,喷油放达90%。根据发动机不同工况控制喷油器的早器喷射的燃油偏向火花塞位置方向,通过喷射时刻喷射和晚喷射,可实现均质燃烧和分层燃烧,也