汽油机均质稀薄燃烧与二次喷油研究

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汽油机稀薄燃烧控制技术

汽油机稀薄燃烧控制技术李庆海【摘要】The vehicle gasoline engine rareness burning technology,can greatly improve the fuel economy of engine emission and improve performance,and has great potential of development,it is an inevitable trend in the development of internal combustion engine technology. The rareness burning technology based on the mixture stratified combustion, and on the basis of how to form in cylinders for mixture of concentration gradient distribution is the key to the rareness burning technology. This paper introduces the gasoline en- gine combustion mode,PFI thin combustion technology,GDI combustion technology and rareness burning gasoline engine control method.%车用汽油机采用稀薄燃烧技术，能大幅度地提高燃油的经济性并改善发动机排放性能，具有巨大的发展潜力，是内燃机技术发展的必然趋势。

稀薄燃烧技术建立在混合气分层燃烧的基础上，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。

介绍汽油机稀薄燃烧方式、PFI稀薄燃烧技术、GDI稀薄燃烧技术和汽油机稀薄燃烧控制方法。

关于稀薄燃烧的燃烧系统构造研究

的是，两个火花塞使用可能需要注入燃料时被划分成两个地幔柱，向每部分布置一个点火源，这可以
Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｌｅａｎｂｕｍ；ｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｅｃｎｏｈｌｏｇｙ
１前言
汽油机直喷燃烧系统一般来说分为均质燃烧和分层燃烧两种运作模式，经过精细的设置允许两者之间的无缝过渡。这就要求燃烧系统不仅是一个最佳的燃烧系统机构，而且还是相互关联且匹配的控
关于稀薄燃烧的燃烧系统构造研究
苏芮锋（长安大学汽车学院，陕西西安７１００６４）
摘要：发动机采用稀薄燃烧技术，能有效地提高燃油的经济性从而改善发动机排放性能，具有巨大的发展潜力。是发
动机技术发展的必然趋势。本文分析了稀薄燃烧系统的特点，结合国内外的研究状况，从选择喷油器和火花塞的相对位置
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒｇａｓｏｌｉｎｅｌｅａｎ — ｂｕｒｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｆｕｅｌｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒ — ｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓ，ｉｔｈａｓｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｔｈａｔｉｓｔｈｅｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｔｒｅｎｄｏｆｄｅｖｅｌ — ｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｌｅａｎ — ｂｕｎｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｂｙｔｈｅｗａｙｔｏｃｈｏｏｓｅｔｈｅｒｅｌ —

汽油机稀薄燃烧技术

稀薄燃烧的优势:

热效率随空燃比增加而增加降低CO、HC和NOx的排放改善发动机部分负荷性能

当今汽车工业面临的两大问题：环境污染加剧和能源使用过度。这促使人们开发新的发动机技术。

进气道喷射的汽油机稀燃技术
GDI ：Gasoline Direct Injection即缸内直喷汽油机。优点：具有优良的燃油经济性和降低排放的潜力国外情况：目前日本的三菱、丰田、本田，美国的福特、通用，欧洲的AVL、Bosch等世界著名研究机构与生产企业都开发了比较成熟的GDI机型和产品。我国：技术还不太成熟，主要依靠国外技术支持来开发自己的产品，如奇瑞与AVL公司共同开发的2.0升发动机同时具备以下技术：TCI(废气涡轮增压中冷)、GDI(汽油直喷)、VVT(可变气门正时)
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一个螺旋进气道和一个直进气道控制涡流比一个切向进气道和一个中性进气道控制涡流比大幅降低进气门升程控制涡流比
绕气缸中心线的进气涡流
绕气缸中心线的进气涡流
进气道喷射的汽油机稀燃技术

进气涡流比电子控制
喷油正时电子控制

点火正时电子控制稀薄燃烧λ闭环控制稀燃极限电子控制 NOx排放的控制策略
扭矩调节变质调节变量调节
充量分层均质
喷油正时压缩冲程的晚期吸气冲程的早期
喷油压力喷油雾化油束穿透高的好差浅深
GDI电子控制策略
GDI技术的优点及其存在问题
4.1 GDI的优点 4.2 GDI技术存在的问题
4.2.1 排放问题 4.2.2 积炭 4.2.3 催化器问题 4.2.4 功能问题

GDI还减少了燃烧室壁的传热损失。

汽油机稀薄燃烧技术

本田、三菱、雷诺的稀薄燃烧技术详解本田飞度1.3匹配的发动机从结构上看起来没有什么亮点，甚至有些落后――每缸两气阀设计，单顶置凸轮轴。

但是本田却宣称它的这款发动机的技术是世界同步的，甚至比它1.5的4气阀VTEC发动机还要先进，这是为什么呢？熟悉飞度的都知道，飞度1.3的这款发动机被本田称作i－DSI发动机，之所以先进，也就是这个i-DSI。

那这个i－DSI有什么特殊呢？是不是本田在搞噱头？从参数看，60千瓦的功率也却是没有什么值得夸耀的，这款发动机显然注重的不是高功率输出。

从本田的宣传来看，i-DSI就是双火花塞点火，它可以提高燃烧效率。

其实，这款发动机真正的核心技术是“稀薄燃烧”技术，双火花塞的设计只是为了实现这种“稀薄燃烧”所采用的手段而已。

这篇文章，我们就来重点讨论一下“稀薄燃烧”技术。

这种技术的最大特点就是燃烧效率高，经济、环保，同时还可以提升发动机的功率输出。

因为在稀薄燃烧的条件下，由于混合气点火比理论空燃比条件下困难，暴燃也就更不容易发生，因此可以采用较高的压缩比设计提高热能转换效率，再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧，所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。

本田的i-DSI发动机的稀燃技术。

本田这款发动机采用的是比较少见的缸外稀薄燃烧技术，虽然没有缸内直喷先进，但是相对于直喷发动机而言成本低廉。

我们还是先来说说什么叫做稀薄燃烧吧。

所谓稀薄燃烧，是指通过提高发动机内混合气的空燃比，让混合气在空燃比大于理论空燃比数值的状态下燃烧。

说得直白一些，就是让汽油在很稀的混合状态下燃烧。

我们知道，理论空燃比是发动机的一个基本参数，普通发动机是不能随便改变空燃比的，那如果要让发动机实现稀薄燃烧，就必须具备两个条件：首先，稀薄燃烧技术需要很强的点火能量。

这一点很好理解，混合气里面汽油的比例小了，混合气被点燃就需要更大的能量，而i-DSI发动机采用双火花塞设计，就能很好的满足这一需求。

其次，稀薄燃烧技术需要空气能跟汽油充分混合。

关于稀薄燃烧的燃烧系统构造研究

关于稀薄燃烧的燃烧系统构造研究作者：苏芮锋来源：《科技探索》2014年第02期摘要：发动机采用稀薄燃烧技术，能有效地提高燃油的经济性从而改善发动机排放性能，具有巨大的发展潜力，是发动机技术发展的必然趋势。

本文分析了稀薄燃烧燃烧系统的特点，结合国内外的研究状况，从选择喷油器和火花塞的相对位置及实现分层运作的途径进行了分析和研究。

关键词：稀薄燃烧系统结构技术1 前言汽油机直喷燃烧系统一般来说分为均质燃烧和分层燃烧两种运作模式，经过精细的设置允许两者之间的无缝过渡。

这就要求燃烧系统不仅是一个最佳的燃烧系统机构，而且还是相互关联且匹配的控制系统。

想要实现在分层燃烧运作模式的优越性能，相比对应的均质燃烧需要做的还很多，主要的困难在于准备和维持一种恒定的可燃混合气，还有就是在发动机整个的运行范围内有一个合理的点火时刻和时间。

具体的分类取决于喷雾动力学，活塞表面或者是混合流场的喷雾状态，主要就是通过以上方法是用来实现分层。

2 喷油器和火花塞的相对位置研究燃料喷射器相对点火源的位置和方向其关键在于汽油直喷燃烧系统的设计和优化的几何参数。

火花塞间隙必须始终被定位在易燃和可燃混合气区的火花发生时，这个时刻在汽缸的空气以及喷雾锥角，平均液滴尺寸，注射和火花定时旋流和滚流都会影响到可燃混合气。

选定的喷油器、喷射轴的方向和喷雾锥角等，在高负荷运转的发动机必须促进快速感应空气和混合燃料，以最大限度地提高空气的利用率。

后期喷射的燃油，火花塞和喷油器的位置最好在火花点火时间的间隙完成，从而将产生一个合理的发动机转速范围的最大工作周期从而提供可燃混合气。

在一般情况下，没有一套单一的装置是可以实现在所有速度荷载状态下的最佳选择，因此喷油器和火花塞的确定几乎总是一种妥协。

最后，应当指出，火花塞的电极必须有适当前伸进入燃烧室，从而作为衡量相对的内壁表面，其位置必须最大程度地屏蔽散流差距的影响，火花间隙突出的重要性是不可低估。

燃烧系统设计的细节上的不同，最低突起（正确屏蔽）需要达到一个稳定的分层燃烧，比如在三菱GDI点火系统中采用了一个突出了7毫米的铂金电极。

均质压燃(HCCI)燃烧技术的研究现状与展望

均质压燃（HCCI）燃烧技术的研究现状与展望均质压燃（HCCI）是一种全新的燃烧模式，它是预混均质可燃混合气在压缩行程中温度升高达到自燃点后自燃的燃烧模式。

作者主要阐述了均质压燃（HCCI）燃烧技术的概念与特点、当前研究所面临的难题和研究所取得的主要进展。

标签：均质压燃；低温燃烧；燃料改质引言当前，全球汽车保有量不断增加，然而能源日趋匮乏，排放法规越来越严重，因此内燃机的节能减排技术不得不受到重视，研发节能、清洁和高效的内燃机也具有更为重要的意义。

但是，现有的汽油机和柴油机仍然不能同时符合我们在经济性与排放性方面的需求。

均质压燃（HCCI，Homogeneous Charge Compression Ignition）作为一种全新的燃烧技术，有别于现有汽油机的点燃式与现有柴油机的压燃式，它兼具现有汽油机均质燃烧与现有柴油机压燃点燃的优点，能够提高发动机的动力性和经济性，同时大大降低发动机NOx和碳烟的排放。

1 HCCI燃烧技术的概念与特点从内燃机被发明以来，内燃机的点火方式有两种类型：一种是柴油机的压燃点燃方式；另一种是汽油机的点燃燃烧方式。

因为柴油机的热效率高，动力性好，可靠性高，常常被用在动力机械上，例如工程机械、载重货车等。

同时，汽油机凭借其构造简单、体积小、重量轻、转速高、振动噪声小等优点占领了大多数的乘用车市场，尤其是小轿车上多半配置的是汽油机。

因为人们对汽车的依赖性越来越高，全球汽车的保有量不断增加，环境也日趋恶化，能源越来越紧张，迫使人们不断地改进柴油机与汽油机的性能，同时积极地寻找更为清洁环保的发动机燃料。

在对这些新型清洁环保的发动机燃料研究时，研发人员使用了一些汽油机和柴油机比较完善的技术。

比如，尝试在柴油机中使用燃点较高的醇类燃料；为了让醇类燃料在汽油机中稳定燃烧，把汽油机的压缩比增加到11～13。

其中最为大胆和最有创新性的研究是結合柴油机和汽油机的优点，最后建立一种崭新的燃烧模式——均质充量压缩燃烧，即均质压燃（HCCI）。

HCCI

均质充量压缩燃烧研究现状与存在的问题-廖水容在能源危机和环境保护的双重压力下, 人们对高效能、低污染动力源的需求与日俱增, 对柴车油机性能的要求越来越高。

但目前车用传统发动机从燃烧过程上无法同时降低 NOX 和碳烟的排放, 降低 NOX 排放导致温度降低, 不利于碳烟的氧化反应, 使碳烟排放量增加, 即不能同时解决碳烟和 NOX 生成的 trade-off 关系。

在这种情况下, 许多研究人员开始尝试一种预混合燃烧和低温燃烧相结合的新型燃烧方式: 依靠预混合燃烧形成的均匀混合气和低温燃烧较低的缸内温度来同时降低碳烟和 NOX 排放。

这种燃烧方式被称作均质压燃式燃烧方式, 即 HCCI( Homoge- neous Charge Compression Ignition) 。

1.HCCI 简介HCCI 的中文意思是“均质充量压缩点燃”。

从理论上讲, HCCI 燃烧过程中, 均匀的空气与燃料混合气及残余废气被压缩点燃, 燃烧在多点同步发生且无明显的火焰前锋, 燃烧温度比较均匀, NOX 和碳烟 PM 的形成能够被有效抑制。

2.种燃烧方式发动机的比较均质混合气压燃燃烧方式的出现, 有效地解决了传统均质稀薄点燃燃烧速度慢的缺点, 是有别于传统的汽油机均质点燃预混燃烧、柴油机非均质压燃扩散燃烧和 GDI 发动机分层稀薄燃烧方式的第四种燃烧方式。

3.HCCI 的优缺点HCCI 燃烧方式综合了传统的压燃式发动机和传统的火花点火式发动机的优点。

HCCI 燃烧方式的优点如下 1) 热效率高。

( 2) HCCI 燃烧与传统的柴油机相比, 可以减少90%～98%的 NOX 排放。

( 3) 据研究表明, HCCI燃烧会产生低水平的烟雾和微粒排放。

然而, HCCI 燃烧方式也具有如下缺点 1) 运行范围有限。

发动机采用HCCI 方式运行受到失火( 混合气过稀) 和敲缸( 混合气过浓) 的限制[ 2] 。

( 2) HC 和 CO 排放较高。

谈发动机稀薄燃烧技术

谈发动机稀薄燃烧技术作者：普忠正来源：《读写算·素质教育论坛》2016年第04期中图分类号：G718.1 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）04-0114-02稀薄燃烧是提高燃油经济性的重要手段，发动机稀薄燃烧技术是为了让混合气得到更加充分的燃烧，达到减低油耗和排放的目的。

稀薄燃烧应用于汽油机缸内直接喷射技术，因此，要实现分层燃烧必须基于缸内直喷。

近些年来，对以分层稀薄燃烧缸内直喷汽油机为代表的新型稀薄燃烧模式的研究和应用极大地提高了汽油机的燃油经济性。

一、稀薄燃烧的概述稀薄燃烧FSI是Fuel Stratified Injection的英文缩写，意指燃油分层喷射。

什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，空燃比可达30～40∶1。

理论上，一份汽油完全燃烧需14.7份空气。

即理论空燃比为14.7。

一般发动机只有在中等负荷时以稍稀的经济混合气，空燃比在16～18∶1范围内运转，完全混合时，40∶1的混合气是无法点燃的。

稀薄燃烧技术的最大特点就是燃烧效率高，经济、环保，同时还可以提升发动机的功率输出。

因为在稀薄燃烧的条件下，由于混合气点火比理论空燃条件下困难，爆燃也就更不容易发生。

因此，可以采用较高的压缩比设计提高热能转换效率，再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧，所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。

二、稀薄燃烧发动机的特点1.缸内直喷实现分层燃烧的前提是缸内直喷（又叫GDI），喷油器安装在汽缸盖上，将汽油直接喷入气缸。

且喷油压力可达5Mpa（缸外喷射方式汽油的喷油压力0.1～ 0.5Mpa），这归功于一个高压油泵的作用。

与传统汽油机不同，缸内直喷发动机类似柴油机高压共轨系统，汽油泵从油箱吸出燃油，经过高压泵加压，存在高压分配管（共轨），再送至各缸喷油器。

喷油器接收ECU信号将高压汽油喷入气缸，如图1所示。

（图1）2.涡流的形成和分层燃烧涡流的形成的实现分层燃烧的关键。

稀燃汽油机二次喷油电控系统开发

刻及喷油脉宽的控制。而汽油机稀薄燃烧可以大幅减少燃油消耗以得到更好的燃油经济陛能。本文综合采用稀燃、燃（流）推迟点火和二次喷油（快滚、专利技术）的可控燃烧方案，对某轿车发动机，用针采ＭＣＳ２Ｐ１９１ＸＤ５２微控制器（Ｕ）为动力总成控ＭＣ作制模块的主控芯片，进行稀薄燃烧电控系统的开发，典型工况下，油经济性得到了较大程度的在燃
ｉｐｔａｔｒｎｕｐｔｏａｅｔｒＣｍｂｓｏｃｅｏｔｌａｌｉｅｎＢｒ，ｕｃｌｕ，ｓａｋａｖｎｅｎｕｐｕｅａｄｏｔｕｍｐｒｍｅ、ｏｕｔｎｓｈｍｅｉｃｎｒｌｂｅｗｔＬａｕｎｑｉｋｙｂｒｃｃｉｉｓｏｈｎｐｒｄａｃ
气质量流量传感器信号、节气门位置传感器信号、发动机冷却液温度传感器信号、进气温度压力传感器信号及氧传感器信号等传感器组成，完成发动机各个性能参数的测量；动力总成控制模块由
ＭＣＳ２Ｄ５２微控制器、号调理电路及驱动电９１ＸＰ１信路组成；出部分由４路点火开关、油器及怠速输喷空气控制阀等电磁阀和继电器组成；讯接口模通块完成电控系统与上位Ｐｃ机的通讯功能以实现电控参数的匹配标定ｐ。～
维普资讯
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汽油机稀薄燃烧

涡流的分层效果仍可大体一直保持到压缩上止点，有利于点火燃烧。不难看出，在这种燃烧系统中影响稀燃效果的主要因素是缸内涡流的强度和喷油定时。一般说来，涡流越强，缸内混合气上下混合的趋势就越弱，分层效果保持得就越好。喷油定时和喷油速率决定了缸内混合气在流场中的空间分布以及浓度梯度。稀燃极限与喷油定时关系很大，只有在进气行程的某一区间内结束喷油，才能得到理想的混合气分层。当前的稀燃汽油机普遍采用多进气门结构，在空气运动方面，即使以涡流为主的稀燃发动机也不采用单纯的涡流运动，而是在中高负荷时采用涡流，在低负荷时采用涡流控制阀等可变进气技术在缸内形成斜轴涡流。这种稀燃发动机的代表是丰田公司的进气道喷射第三代稀燃系统、本田公司的ＶＴＣＥ－Ｅ以及马自达公司的稀燃系统。丰田第三代稀燃系统和马自达稀燃系统的共同特点是都采用涡流控制阀（ＳＣＶ）来调节涡流的强度，采用１个直气道和１个螺旋气道组织空气运动。在低负荷时，ＳＣＶ关闭获得强的涡流；在高负荷时，ＳＣＶ打开获得斜轴涡流，促进燃油与空气的混
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技术与研究
分别在进气和压缩行程中喷入气缸，形成界于两者之间的混合气，可以实现负荷从中小区域向大负荷区的平稳过渡，并可以降低缸内的气体温度，从而抑制了爆燃的发生，增加了功率的输出。
２稀薄燃烧的优缺点
２．１稀薄燃烧的优点稀薄燃烧系统能使有效的燃油发挥出最大的效率，使汽油机燃烧室内的燃烧更加完全，不但大大地降低了汽油机的燃油消耗率，也大大地改善了汽油机的尾气排放。缸内直喷式汽油机（ＧＤＩ）超稀薄空燃比的利用和工作方式的改变有不少优点，如取消节流降低了泵气损失，燃油蒸发引起了缸内温度的降低，提高了汽油机可工作的压缩比；燃油在进气行程中对进气的冷却，提高了充气效率等。这些优点可以使发动机的燃油经济性提高２５％左右，动力输出也比进气道喷射的汽油机增加了将近１０％。ＧＤＩ发动机除了温室气体ＣＯ２排放较少外，由于其冷却启动迅速快捷，很少需要冷启动加浓，因而可以大幅度降低冷启动时未燃碳氢（ＵＢＨＣ）的排放。２．２稀薄燃烧的缺点２．２．１成本高由于稀薄燃烧系统的结构较为复杂，对喷油系统的要求也相当严格，使喷油系统的结构也较为复杂，由此使制造成本明显增加。２．２．２ＮＯ x 排放量增加ＮＯx 虽然采用了较稀的空燃比，因气缸内的反应温度较低而降低，但由于分层混合气由浓到稀将不可避免地出现过量空气系数为１附近的偏浓区域，会导致这些地方的ＮＯx 生成增加。另外，较高的压缩比和较快的反应放热率也会引起ＮＯ x 的升高。一般来说，缸内直喷式汽

均质压燃(HCCI)技术分析

均质压燃(H C C I)技术分析-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN均质压燃(HCCI)技术分析摘要对被称为第四种燃烧方式的HCCI燃烧方式进行了介绍，阐述了HCCI燃烧技术的优缺点，对HCCI发动机进行了分类并对各个种类进行了简要介绍，对HCCI的实现与控制方式进行了具体介绍。

同时，指出了HCCI方式面临的技术目标，展望了HCCI燃烧方式的发展趋势。

关键词：HCCI技术；内燃机；稀薄燃烧技术HCCI技术利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式，它通过提高压缩比、采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气压缩自燃，在缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并减少了火焰传播距离和燃烧持续期。

HCCI发动机的着火和燃烧过程，与传统的火花点火式和压燃式发动机有着本质的区别。

在HCCI过程中，化学动力学起着至关重要的作用。

HCCI发动机的着火与燃烧过程涉及重烃(高分子碳氢化合物)燃料的两阶段氧化过程，即低温氧化阶段(600-800K)和高温氧化阶段((1000-11OOK)。

均质混合气压燃燃烧方式的出现，有效地解决了传统均质稀薄点燃燃烧速度慢的缺点，是有别于传统的汽油机均质点燃预混燃烧、柴油机非均质压燃扩散燃烧和GDl发动机分层稀薄燃烧方式的第四种燃烧方式。

HCCI发动机利用的是均质混合气，但它不同于常规汽油机的单点点火方式。

它通过提高压缩比，采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气进行压缩自燃，在气缸内形成多点火核，有效维持了着火燃烧的稳定性，并缩短了火焰传播距离和燃烧持续期。

它与柴油机燃烧方式的不同在于:柴油机在着火时刻燃油还没有完全蒸发混合，进行的是扩散燃烧方式，燃烧速率主要受燃油蒸发以及与空气混合速率的影响;而进行HCCI燃烧的混合气在着火以前已经均匀混合，进行的是预混燃烧模式。

?汽车“稀薄燃烧技术”解析

汽车“稀薄燃烧技术”解析汽车“稀薄燃烧技术”解析2020-07-11 11:27:0什么是稀薄燃烧？稀薄燃烧是指空燃比大于理论空燃比（14.7∶1）时的燃烧。

这是提高燃油经济性的重要手段，发动机稀薄燃烧技术是为了让混合气得到更加充分的燃烧，达到降低油耗和排放的目的。

稀薄燃烧应用于汽油机缸内直接喷射技术。

因此要实现分层燃烧，必须基于缸内直喷，缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术可以分为均质稀燃和分层燃烧两种燃烧模式。

2怎样实现稀薄燃烧？① 进气道的形状改变，即传统的进气道改为螺旋式进气道，使气流流动更为合理，有利于火花塞及火焰的迅速传递。

② 采用无级调节气门正时系统VVT-i，改变进气门定时角度以满足不同工况、不同转速下的进、排气效应，从而保证发动机的工作稳定。

③ 采用大口径喷油器，通过提高燃油压力，使燃油能准时准确充分地喷入汽缸内。

④采用宽带氧传感器。

3稀薄燃烧有什么优点？稀薄燃烧系统能使燃油发挥出最大的效率，使汽油机燃烧室内的燃烧更加安全，不但大大地降低了汽油机的燃油消耗率，也大大地改善了汽油机的尾气排放。

缸内直喷使汽油机（GDI）超稀薄空燃比的利用和工作方式的改变有了不少的优点，如取消节流降低了泵气损失，燃油蒸发引起了缸内温度的降低，提高了汽油机可工作的压缩比；燃油在进气行程中对进气的冷却，提高了充气效率等。

这些优点可以使发动机燃油经济性提高25%左右，动力输出也比进气道喷射的汽油机增加了将近10%。

GDI发动机除了温室气体排放较少外，由于其冷却启动迅速快捷，很少需要冷启动加浓，因而可以大幅度降低冷启动时未燃碳氢化合物的排放。

4稀薄燃烧原理是什么？简单来说，就是用增加发动机进气系数的方式达到完善的燃油燃烧环境。

一般发动机节气门设计的开启角度以及开启时间都无法达到“微调”的工作状态，例如发动机1000r/min和1100r/min时所需要的空气进气量不同，而通过传统的发动机各个感应器无法侦测这么细微的差距，节气门的工作方式不会随着发动机工作“随时”调整开启角度，而是根据各个传感器传送来的信息于下次工作时修改指令，因此有一些燃油是被迫压入发动机机室，然后随尾气排出车外，造成燃油浪费，同时尾气排放含有过多的未充分燃烧的碳氢化合物。

汽油机稀薄燃烧技术..

日产1.6升缸内直喷涡轮增压发动机工作演示视频
FSI和GDI两者关系
• 分层燃烧技术和缸内直喷技术一直是相关联的。分层燃烧的真正目的是可以实现较稀混合气的点燃，要实现分层燃烧，必须基于缸内直喷，对于缸外喷射的发动机，是无法实现分层燃烧的。而设计缸内直喷的主要目的则是为了实现稀薄燃烧，因此二者走到了一起。而发动机的稀薄燃烧技术是为了让混合气更加充分燃烧，达到减低油耗和排放的目的。
与传统技术把燃油喷入进气歧管的发动机相比，FSI发动机的主要优势有：动态响应好、功率和扭矩可以同时提升、燃油消耗降低。理论上，FSI发动机油三种工作方式：分层燃烧、均质稀燃和均质燃烧。
实际应用
奥迪采用的FSI® 燃油直喷技术在同等排量下实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术，并引领了汽油发动机的发展趋势。
联系课本内容
FSI将燃油直接喷入燃烧室，由于喷雾的气化冷却作用，它优化了充气效率，从而实现了汽油机匀质调节，不再需要节气门，大大降低了进气损失，分层燃烧减少了发动机的传热损失，进而增大了满负荷。
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GDI是指缸内直喷技术。缸内喷注式汽油发动机与一般汽油发动机的主要区别在于汽油喷射的位置，目前一般汽油发动机上所用的汽油电控喷射系统，是将汽油喷入进气歧管或进气管道上，与空气混合成混合气后再通过进气门进入气缸燃烧室内被点燃作功；而缸内喷注式汽油发动机顾名思义是在气缸内喷注汽油，它将喷油嘴安装在燃烧室内，将汽油直接喷注在气缸燃烧室内，空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃作功，这种形式与直喷式柴油机相似，因此有人认为缸内喷注式汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。

7.稀薄燃烧技术

6.缸内直喷、稀薄燃烧技术(HCC)为了降低油耗和减少排放，日本的三菱公司和德国的大众公司都设计出了缸内直喷和稀薄燃烧的汽油发动机，日本三菱的叫GDI技术，德国大众的叫FSI技术。

正常的燃油和空气的混合比是14.7：1，当混合气体的浓度比超过理论空燃比，假设达到了25：1，这时油的浓度很低，不但会很难点燃，造成发动机断火，而且燃烧缓慢，造成发动机犯热、无力。

虽然依靠加大点火能量能够有所缓解，但不能从根本上解决问题，所以，单靠提高点火能量不是解决问题的办法。

分层燃烧可以实现稀混合气的点燃，但必须设计成缸内直喷才能实现。

对于缸外喷射的发动机，是无法实现分层燃烧的，这是因为缸外喷射时混合气浓度是一致的，要浓都浓费油，要稀都稀点不着，所以无法分层燃烧。

但缸内直喷就不同了：它可以在进气冲程先喷一点油，形成25：1的稀混合气，等压缩终了接近上止点时，再向火花塞处喷一点油，在火花塞电极处形成一团14：1的功率混合气，这团较浓的混合气是很容易被点燃的。

而如果用这个较浓的混合气去点燃其他的混合气，显然也是很容易的，这就是分层燃烧。

如果采用分层燃烧，就可以实现在很低的燃油浓度下，实现发动机的正常运转。

而从上面的分析我们可以看出，实现分层燃烧的前提就是气缸内的混合气体不均匀化，只在靠近火花塞电极的区域内使用稍浓混合气。

日本三菱的GDI是最早的缸内直喷汽油发动机，其实无论是GDI 还是FSI，或者其他的缸内直喷稀燃发动机，它们的设计理念就是想借鉴柴油发动机节油的先天优势，来实现对汽油机的优化，所以他们在结构上有一定的相似点。

柴油机是缸内喷射，这些发动机也是，柴油机的压缩比很高，这些发动机的压缩比也比一般的汽油发动机高，一般都在12：1左右，但是，在这种压缩比下，还是不可能实现压燃，而且，汽油这种燃料的稳定性要比柴油差很远，注定不能压燃，还是要依靠火花塞来点燃。

所以稀燃技术就成为这类直喷发动机的独门秘笈，以提高燃烧效率来实现节油环保的目的。

直喷汽油机催化器快速起燃的试验研究

直喷汽油机催化器快速起燃的试验研究于秀敏;董伟;嵇全喜【摘要】针对EA888直喷汽油机建立了试验台架及试验测控系统,通过试验研究了过量空气系数和两次喷射比例对催化器起燃特性的影响规律.试验结果表明,采用微稀的混合气有利于催化器的快速起燃,采用两次喷射有助于推迟点火,提高排气温度,缩短催化器起燃时间.%A test bench and its control system are established for EA888 direct injection gasoline engine, and an experimental study is conducted on the rule of the effects of excess air coefficient and the fuel proportion ratio in two-stage fuel injection on the light-off characteristics of catalytic converter. The results show that a slight-lean mixture is conducive to the rapid light off of catalytic converter, and two-stage injection helps delay ignition, raise exhaust temperature and shorten the light-off time of catalyst.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2011(033)010【总页数】4页(P865-868)【关键词】直喷汽油机;催化器起燃;两次喷射【作者】于秀敏;董伟;嵇全喜【作者单位】吉林大学汽车工程学院,长春130025;吉林大学汽车工程学院,长春130025;一汽-大众汽车有限公司,长春130011【正文语种】中文前言直喷汽油机与传统进气道喷射的汽油机相比，具有灵活的喷油和点火正时以及较高的压缩比，既可实现传统汽油机的均质燃烧模式，也可实现分层稀薄燃烧模式。

汽油机HCCI燃烧技术综述

汽油机HCCI燃烧技术综述摘要：为了适应严峻的环境和能源问题，车用发动机在努力提高热效率和降低排放的同时，也在不断地探索新的燃烧方法。

本文简要介绍了发动机均质混合压缩着火（HCCI）燃烧的特征及其燃烧控制方式，HCCI汽油机产业化的难点。

关键词：HCCI 汽油机均质混合控制方法目前，内燃机的燃烧模式主要有四种：均质混合气火花点燃（HCSI）模式、非均混合气压燃（SCCI）模式、分层混合气火花点火（SCSI）模式和均质混合气压缩着火（HCCI）模式。

发动机均质混合气压缩着火HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃烧时一种全新的燃烧方式，它能有效降低内燃机的燃油消耗和排放问题，而且HCCI排放同时降至几乎为燃烧有可能使汽油机达到与柴油机同样高的热效率，使炭烟和NOx零。

1 汽油机HCCI燃烧的特征HCCI燃烧时多点大面积同时压缩着火，没有火焰传播前锋面，因而它可以再极端的时间内完成燃烧放热，其燃烧放热速率和等容度要远比传统的火花点燃火焰传播的HCSI 方式高得多，因而只是热效率和油耗会明显改善。

HCCI采用稀薄均匀混合气，并引入大量EGR，因而拒不燃烧温度可控制在1800K以下，消除了NO的基本生成条件。

由于是稀薄燃烧，进气节流可大大减少或完全不节流（像EGR那样），改善了传统汽油机节流损失过高的弊端。

上述中的核心问题是均质、低温和快速放热三点。

均质可以避免扩散燃无法产生；快速放热可以提高汽油机的热效率，而烧引起的炭烟生成；低温燃烧使NOx实现快速放热的最好方式是多点自燃。

由于HCCI燃烧同时解决了热效率低的五个问题（压缩比低、比热容低、泵吸损失大、燃烧等容度低以及循环波动率高），所以HCCI汽油机的油耗可以大幅度地降低，甚至降低至柴油机水平。

但因燃烧温度和压缩终点压力过低时，汽油混合气难以自燃着火，出现失火和着火时刻不稳定等现象；燃烧温度和压缩终点过低时，着火时刻过于提前以及燃烧速率过快出现粗暴燃烧等现象。

什么是稀薄燃烧稀薄燃烧的优点

什么是稀薄燃烧稀薄燃烧的优点稀薄燃烧就是发动机在空燃比大于理论空燃比时的燃烧。

那么你对稀薄燃烧了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是稀薄燃烧的内容，希望大家喜欢!稀薄燃烧的简介稀薄燃烧，实践证明这种燃烧方式既能降低燃油消耗，又能减少发动机的有害排放物，尤其是在低负荷时，由于进入缸内空气的量增加，同时也由于电控喷射的采用可实现变质调节，不用节气门或是小节流，减小了泵吸损失，特别有利于改进部分负荷性能。

虽然NOx、HC、CO 等排放物随空燃比的增大而变化的规律不尽相同，但是如果能合理地设计紧凑的燃烧室，并组织好空气运动，使燃烧在短时间内完成，那么三种排放都可以大大减少，因此，稀薄燃烧再结合最新的电子控制技术，被公认为是提高车用汽油机效率和降低排放的最有前途的一种方法。

稀薄燃烧的优点稀薄燃烧可以降低发动机的燃油耗最主要的原因是：采用稀薄混合气燃烧时循环热效率提高。

汽油机的实际循环接近于定容加热循环，而定容加热循环的指示热效率与压缩比和绝热指数成正比的关系。

随着空燃比的提高，空气所占的量增加，因此工质的绝热指数逐渐接近于空气的绝热指数，也就是在理论上，当空燃比达到无限大时，热效率达到最大值。

稀薄燃烧对排放的改善主要表现在，随着空燃比的增加，由于采用稀的混合气使燃烧温度降低，NOx 的排放明显减少，同时燃烧产物中的氧成分有利于HC 和CO 的氧化，因此，HC 和CO 的排放也减小。

稀薄燃烧存在的问题尽管稀燃能实现提高经济性并且同时改善排放，然而在实际的应用上存在着一些难以解决的问题，主要是：(1)当混合物变稀时，着火延迟时间加长，再加上火焰传播速度慢，使得完全燃烧更加困难。

(2)当混合气变稀时，如果火花塞周围的燃油混合气浓度降低，所需的最小点火能量迅速增加，火核难以形成，不仅使点火困难，而且使滞燃期增长，使得最佳点火提前角增大，燃烧效率降低。

同时，火焰传播速度的变慢还使发动机的循环变动增加，汽车的驾驶性能下降。

汽油机稀薄燃烧控制技术

ｇａｉｎｉｔｉｕｉｎｉｈｅｏｔｅｒｒｎｓｕｎｎｅｈｏｏｙｒｄｅｔｄｓｒｂｔｏｓｔｅｋｙｔｈａｅｅｓｂｒｉｇｔｃｎｌｇ．Ｔｈｓｐｐｒｉｔｏｕｅｈａｏｉｅｅ — ｉａｅｎｒｄｃｓｔｅｇｓｌｎｎｇｎｏｉｅｃｍｂｓｉｎｍｏｅＰｈｎｃｍｂｓｉｎｔｃｎｌｇＧＤＩｃｍｂｓｉｎｔｃｎｌｇｎａｅｅｓｂｒｉｇｕｔｄ，ＦＩｔｉｏｕｔｏｅｈｏｏｙ，ｏｏｕｔｏｅｈｏｏｙａｄｒｒｎｓｕｎｎ
ｉｈｅｅｏｍｅｔｏｎｅｎｌｃｍｂｓｉｎｅｇｎｅｈｏｏｙＴｈａｅｅｓｂｒｉｇｔｃｎｌｇａｅｎｎｔｅｄｖｌｐｎｆｉｔｒａｏｕｔｎｉｅｔｃｎｌｇ．ｏｅｒｒｎｓｕｎｎｅｈｏｏｙｂｓｄｏｔｅｍｉｔｒｔａｉｅｏｈｘｕｅｓｒｔｆｄｃｍｂｓｉｎ，ｎｎｔｅｂｓｓｏｏｔｏｍｙｉｄｒｏｉｔｒｆｏｃｎｒｔｏｉｕｔｏａｄｏｈａｉｆｈｗｏｆｒｉｃｌｅｓｆｒｍｘｕｅｏｎｅｔａｉｎｎｎｃ
（Ｆ）ＰＩ稀燃系统和直接喷射（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＩ稀燃系统。ＧＩＧＤ）Ｄ
电子控制系统，确调节循环供油量，以实现变质精可
调节功率输出，结合相应的混合气控制技术，以再可实现很好的燃油经济性和排放性能。

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分配两次燃油喷射量的参数，这在控制软件上是很容易做到的。
参考文献： [1]钱耀义.汽车发动机的电控汽油喷射技术.人民交通出版社,1996.1.
[2]何文华等.电控汽油喷射发动机的研究.内燃机工程，1994.03.
[3]史绍熙.汽车发动机燃烧技术的新进展.燃烧科学与技术，2001，7.
2014 年第 10 期
型跨越，个人认为首先需做到以下合农机经销商，开展形式多样的现
2.1 培养科技人才
几点：
场演示活动，大力推广新机具、新
建设专门的科技人才队伍，打
造农业工程与装备科研创新团队，
作者简介：袁鹏程，男，大学专科，助理工程师。
能够做到布局合理、结构优化、门
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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2014 年第 10 期
河北
ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ农机
交
流
摘要：阐述了制约浑源农机化发展的不利因素并提出了合理建议和对策。关键词：浑源农机化；创新；思考；对策
关于浑源农机化发展转型跨越之思考
山西省浑源县农机局袁鹏程
农机化转型跨越是２０１０年山
１大力宣传推广农机化新技术技术。
西省农机局响应省委书记袁崇清
混合气燃烧，进而一步一步引燃到外层的混合气，最终实现整个气缸内混合气的燃烧。由此可以看出这种燃烧方式只有一个火源就是火花塞附近的浓混合气。用一个火源，源源不断地引燃外层混合气，既避免了多种火源的存在而引发爆震现象，又可以使外层的稀混合气得以充分的燃烧，显然这是一种比较理想的燃烧方式。要实现这种均质稀薄燃烧，混合气的形成是关键因素。实践证明，二次喷射以一种较灵活的供油方式，比较成功地解决了这一问题。
过不断深入宣传，截至目前，新增高的新型机具倾斜，引导农民购置县海拔高度为１０５０－２３３３米之间。
大中型拖拉机２５台，小型拖拉机质优价廉、高效低耗、节能环保的可以算是南边是山、中间是川、北
６６台，拖拉机配套农机具９１台。新型机具，使购机补贴成为新技边则为坡。其中山区面积比较大，
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浑源县的地貌类型结构多样，比较术、新机具研发和推广的主杠杆。占全县总面积的５４％；其次坡区面
复杂。可以算是南边是山、中间是
1.2 抓好农机推广和农机化宣传积占２９％；川区面积占１７％，有着
川、北边则为坡。其中山区面积比相结合
起伏较大的地势。这样的地貌导致
较大，占全县总面积的５４％；其次
进气冲击力在气缸内把燃油打散，形成稀薄不等的混合气，进而实现燃烧。
２均质稀薄燃烧的原理混合气进入气缸后并非我们想象中的“一锅粥”的情况，而是类似“ 千层饼 ”一样，一层一层分开的，这种分层燃烧的情况跟进气的力度、气缸的温度、气缸的结构形式有很大关系。一般情况下，这种分层是比较明显的，即火花塞附近的混合气比较浓，然后距离火花塞越远的区域混合气逐渐变稀。但是当发动机转速比较低（比如怠速状态下）或者负荷比较大（比如满载爬坡时）的时候，火花塞附近的浓混合气因为得不到充足的氧气而不能完全燃烧甚至会出现熄火的情况。此外由于最外层的混合气浓度过低，其平均浓度有可能比常理状态下的稀混合气浓度还要低，此时燃烧就会产生过多的废气（比如ＨＣ等）。产生以上两种不良情况的
２农机化技术创新
号召，将深化农机改革，创新发展补贴相结合
随着农业机械的大力推广和
作为核心，专门抽出各站技术精英
从县情出发，农机购置补贴向不断深入作业实践，在农业生产中
下基层、去乡村山区展示农机化新玉米机收、深耕深松、旋耕施肥播产生的一些问题就显露了出来，浑
技术，大力宣传党的惠民政策。经种、秸秆还田及综合利用技术含量源县地处黄土高原的边缘地带，全
交流Βιβλιοθήκη 河北农机ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ
摘要：本文主要针对直喷式汽油机混合气燃烧的核心问题—— —均质稀薄燃烧与二次喷油展开研究，分别研究了均质稀薄燃烧与二次喷油的原理。
关键词：稀薄燃烧；二次喷油；混合气
汽油机均质稀薄燃烧与二次喷油研究
潍坊工程职业学院刘海亮郇新
１概述传统的混合气形成方式是进气气流的冲击力把燃油油滴打散在气缸之外，混合气在气缸之外就已经形成，然后已经形成的混合气经过进气总管逐个的再次分配到进气歧管中，最终混合气在气缸中得以燃烧，由此我们可以看出，燃油是在气缸之外喷射的。而二次喷油技术和稀薄燃烧则是把燃油经过喷油器直接喷在气缸中，强大的
原因是由于整个气缸内混合气的分层度过高，换句话说就是分层界限太明显所造成的，当然这并不是我们的理想方案。于是便出现了另外一种燃烧方式— ——均质混合气稀薄燃烧，这种燃烧方式区别于传统的燃烧方式，传统的燃烧方式是 “一锅粥”的燃烧，即只要条件允许整个燃烧室内的混合气同时燃烧，同时产生能量。而均质混合气稀薄燃烧则是先允许火花塞附近的浓
科技是第一生产力，我国农机
1.3 抓好农机推广与农机合作
同志提出的山西经济综合转型跨化正处于突飞猛进的状态，随着将社、农机大户的带头示范作用相结合
越号召，结合自身职能提出当前和来农业合作社的逐步建立与完善，
积极培育发展农机专业合作
今后一个时期农机补贴工作和创农机将更大程度地发挥它在农业组织，使他们成为农机科技推广的
新发展的思路、目标和措施，对此生产的重要地位，因此，做好宣传示范带头人，使每位合作社成员、
后全省农机化快速崛起有着重要推广工作成为重中之重，所以本人农机大户都成为新技术新机具推
的倡导作用。２０１４年以来，浑源县建议：
广使用的“播种机”。
农机局积极响应上级主管部门的
1.1 抓好农机推广与农机购置
目的是形成均质混合气，也就是外层的稀混合气。这次的喷油量占整个一次喷油量的绝大部分，其混合气形成的能量来自于高温的气门口，由于这次喷油的时间长所以雾化的效果好。第二次喷油时间掌握在进气过程中，严格来说是当活塞速度最大、气缸内温度最高时喷射，因为这次喷射的目的是在火花塞周围形成少量的浓混合气，速度高于燃油可以高速的冲破第一次
利用电视台、网络平台、各乡了一些地区农机化的发展更加缓
坡区面积占２９％；川区面积占镇农机管理站等，举办实用易懂的慢。农民不认可，作业生产不如牲
１７％。这样的地形地貌很大地制约技术讲座，加大宣传力度，调动农畜方便，所以，没有创新的农机化
了农机化的发展。要做到农机化转民使用新机具的积极性。同时，联技术是不行的。所以本人建议：
３二次喷油的原理传统的化油器发动机是无法实现二次喷油的，二次喷油只能实现在直喷发动机上。二次喷油的理论是把一个喷油过程分成两个阶段，第一个阶段在进气形成之前喷射，第二个阶段是在进气过程中喷射。第一个阶段要求喷射的时间掌握在进气门开启之前，此次喷油的
稀混合气的“包围圈”直接到达“目的地”，从而减少了不必要的浪费。当第二次燃油喷射到位后，火花塞正好点火，由此就可以实现“ 以浓带稀”的理想效果。由此可以看出在整个喷油过程中出现了一个喷油的间断点，就是第一次喷油和第二次喷油之间的时间，这个时间要求很短（不到１ｍｓ），如此短暂的时间，稍控制不准就有可能出现偏差，进而影响整个喷油过程。现代电控技术的不断改造升级为实现这一要求提供了强有力的技术保障。一般说来，普通的喷油器在发动机工作的转速范围内实现每循环（７２０°ＣＡ期间）喷油两次是没问题的。每循环内二次间隔为３６０°ＣＡ的燃油等量喷射是简单的二次燃油喷射方式，可看作是独立燃油喷射方式在发动机每循环内工作两次。从控制角度来看，二次燃油喷射方式不过是在独立燃油喷射方式的基础上增加了一个