7.稀薄燃烧技术
柴油机稀薄燃烧技术
柴油机稀薄燃烧技术柴油机是一种常见的内燃机，广泛应用于汽车、船舶、发电机等领域。
随着环保意识的提高，人们对柴油机的排放标准也越来越高。
为了降低柴油机的排放，稀薄燃烧技术应运而生。
稀薄燃烧技术是一种通过控制燃烧室中的空气燃料比来实现低温、低排放的燃烧方式。
相比传统的浓混合燃烧，稀薄燃烧技术可以有效降低氮氧化物和颗粒物排放，提高燃烧效率，降低燃油消耗。
柴油机稀薄燃烧技术的关键在于控制燃烧室中的空气燃料比。
通过增大进气量和减少燃油喷射量，可以使燃烧室内的空气燃料比增大，燃烧温度降低。
同时，通过优化喷油系统和增加喷油次数，可以使燃油充分雾化，与空气更好地混合，提高燃烧效率。
稀薄燃烧技术的应用需要解决以下几个关键问题。
首先是燃烧稳定性问题。
稀薄燃烧条件下，燃料的燃烧速度较慢，容易导致不完全燃烧和燃烧不稳定。
为了解决这个问题，可以采用高压共轨喷油系统和多点喷油技术，提高燃料的雾化和混合效果，增加燃烧的稳定性。
其次是氮氧化物排放问题。
稀薄燃烧条件下，燃烧温度降低，氮氧化物的生成量减少。
但是，由于空气燃料比增大，氮氧化物的生成倾向性增加。
因此，需要采用高效的氮氧化物减排技术，如尿素SCR技术和低温氧化催化剂技术，来降低氮氧化物的排放。
稀薄燃烧技术还可以通过提高燃烧效率来降低燃油消耗。
稀薄燃烧条件下，燃料的利用率提高，燃油的消耗量减少。
与此同时，稀薄燃烧技术还可以减轻发动机的热负荷，延长发动机的使用寿命。
柴油机稀薄燃烧技术的应用前景广阔。
随着环保要求的不断提高，稀薄燃烧技术将成为柴油机发展的重要方向。
目前，许多柴油机制造商已经开始研发和应用稀薄燃烧技术，取得了良好的效果。
柴油机稀薄燃烧技术是一种通过控制燃烧室中空气燃料比来实现低温、低排放的燃烧方式。
稀薄燃烧技术可以有效降低氮氧化物和颗粒物排放，提高燃烧效率，降低燃油消耗。
稀薄燃烧技术的应用需要解决燃烧稳定性和氮氧化物排放问题。
随着环保要求的提高，稀薄燃烧技术将成为柴油机发展的重要方向。
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用汽油机是目前汽车上常见的一种发动机，它通过内燃机的方式将汽油燃烧产生的能量转化为汽车的动力。
传统的汽油机在燃烧过程中存在燃烧效率低、污染排放大等问题。
为了解决这些问题，人们开始借鉴TRIZ理论，提出了稀薄燃烧技术来改善汽油机的性能。
这种技术通过改变燃烧的方式和参数，使得燃烧更加充分，从而提高发动机的效率，减少排放污染。
一、稀薄燃烧技术的原理稀薄燃烧技术是基于TRIZ理论提出的一种发动机燃烧技术，其原理主要包括以下几点：1. 提高空燃比：传统的汽油机燃烧时空气和燃料的比例大约是14.7:1，而稀薄燃烧技术通过提高空燃比，使得燃烧室内的空气更加充足，从而使燃料燃烧更加完全，提高燃烧效率。
2. 增加压缩比：稀薄燃烧技术还通过增加压缩比来提高燃烧室内的温度和压力，促进燃料的更充分燃烧。
3. 采用先进的点燃技术：稀薄燃烧技术还采用了先进的点燃技术，例如高能量火花塞和多点点火系统，使得点火更加精准和高效。
二、稀薄燃烧技术的应用稀薄燃烧技术在汽车用汽油机上的应用已经取得了显著的成果，主要体现在以下几个方面：1. 提高燃油经济性：稀薄燃烧技术通过提高燃烧效率和降低内部摩擦损失，使得汽车的燃油经济性得到了显著的提高。
据统计，采用稀薄燃烧技术的汽油机可以节省20%以上的燃油消耗。
2. 减少排放污染：稀薄燃烧技术能够使得燃料更加充分的燃烧，从而减少未燃烧的燃料排放和污染物的生成，大大降低了汽车的环境影响。
3. 提高动力性能：稀薄燃烧技术不仅提高了发动机的燃烧效率，还使得汽车的动力性能得到了提升，加速能力和爬坡能力都有了明显的改善。
三、稀薄燃烧技术的发展趋势在未来，随着汽车工业的发展和环保政策的不断加强，稀薄燃烧技术将会得到更广泛的应用，并且会有以下几个发展趋势：1. 智能化控制：未来汽车将会越来越智能化，包括发动机控制系统也会更加智能化，可以根据不同的工况和需要实时调整稀薄燃烧技术的参数，以达到最佳的效果。
稀薄燃烧技术
稀薄燃烧技术
在石油、天然气和煤炭经济被广泛应用的今天，稀薄燃烧技术对减少这些燃料产生的污染物和有害物质以改善环境具有重要意义。
稀薄燃烧技术是在可燃气中依靠增加一定量的氧或其它带氧化剂来使火焰变稀薄，从而改变其燃烧过程，降低污染物和有害物质的形成。
近年来，随着有关燃烧及环境污染的科学理论的完善和对稀薄燃烧的经验的累积，稀薄燃烧技术受到了越来越多的重视，并取得了明显的进展。
研究稀薄燃烧技术有三个重要方面：火焰特性分析、尾气排放分析和污染控制。
火焰特性分析包括稀薄燃烧的反应机理、低温火焰温度过程、稀薄燃烧的气体化学过程等，目的是进一步阐明火焰的物理性质、热特性及活性物质的分布规律等。
尾气排放分析是利用实验和数值计算，研究低碳污染燃烧的流动及形成的污染物的排放特点，满足环境污染物的排放标准，同时争取在最低的能量消耗条件下，达到尾气污染物排放最低的目标。
污染控制研究是以实验研究为基础，利用稀薄燃烧技术，考察燃烧过程中污染物减排的路径和方法，实现柴油机燃烧过程中有毒化学烟气中有毒物质的有效控制。
在应用上，稀薄燃烧技术可以将燃烧过程的污染物和有害物质的排放大大降低，其应用范围涉及发动机、工业熔炉、烟气污染物的脱硝及脱硫技术、热工发电等领域，可以提高能源的利用效率。
由于稀薄燃烧的技术本身并不复杂，稳定性也很高，故而具有较好的应用前景。
综上，稀薄燃烧技术对于减少能源燃烧中污染物和有害物质的排放有着重要意义，同时，它也可以提高能源的利用效率，可以降低燃烧过程中温升的现象，改善环境和节能等方面有重要的作用，因此研究并应用稀薄燃烧技术十分重要，它将为减缓全球变暖、维护环境做出重要贡献。
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。
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用随着环保意识的增强和能源紧缺问题的日益严峻，汽车工程师们在汽油机的燃烧过程中面临着很多挑战。
为了解决这些问题，他们开始借鉴TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）理论，将其应用于汽车发动机的设计和优化。
本文将探讨基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用。
稀薄燃烧技术是一种通过减少进气量和燃油喷射量来实现燃烧过程的优化的方法。
它的核心思想是使燃烧室内的空气/燃油混合物浓度尽可能低，从而减少氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）的生成。
这一技术在满足排放标准的还能提高燃油经济性和动力性能。
TRIZ理论是由前苏联工程师阿尔图尔·佩鲁尼创立的一种解决问题的方法。
它通过分析问题的本质和矛盾关系，寻找创新解决方案。
在汽油机稀薄燃烧技术的应用中，TRIZ理论可以用来解决与稀薄燃烧相关的问题，例如如何实现低燃料消耗和低排放。
通过使用TRIZ的核心原则之一——“分割”原则，可以将燃烧室内的空气和燃料分割开来，以实现更加均匀和充分的燃烧。
这可以通过优化喷油系统和控制燃油喷射的时机来实现。
可以使用高精度的喷油器来将燃油以更细小的颗粒喷射到燃烧室内，从而提高燃料的利用率。
TRIZ理论中的“提前效应”原则可以用来解决燃烧室内的混合物在点火前的不均匀性问题。
通过提前点火或使用预燃室，可以实现燃烧开始时点火位置较均匀，从而提高燃烧效率。
TRIZ理论的“反向”原则可以用来解决稀薄燃烧中可能出现的气缸压力过低的问题。
通过改变进气道和排气道的设计，可以增加气缸内的流动速度和湍流程度，从而提高燃烧的效率和压力。
TRIZ理论的“合并”原则可以用来解决稀薄燃烧过程中温度分布不均的问题。
通过改进冷却系统和燃烧室结构，可以实现更加均匀的温度分布，从而减少NOx的生成。
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用可以帮助汽车工程师们在设计和优化汽油机时解决各种问题。
12个问题带你全面了解“稀薄燃烧技术”
12个问题带你全面了解“稀薄燃烧技术”1什么是稀薄燃烧？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。
发动机稀燃技术
发动机稀燃技术稀燃是稀薄燃烧的简称，指发动机在实际空燃比大于理论空燃比的情况下的燃烧，空燃比可达25:1，甚至更高。
稀薄燃烧不仅使燃料的燃烧更加完全，而且也减少了换气损失，同时辅以相应的排放控制措施，大大降低了汽油机的有害排放物，因此具有良好的经济性和排放性能。
稀薄燃烧可以提高发动机燃料经济性的主要原因是，由于稀混合气中的汽油分子有更多的机会与空气中氧分子接触，燃烧完全。
采用稀混合气，由于气缸内压力低、温度低，不易发生爆燃，则可以提高热效率。
燃用稀混合气，由于其燃烧后最高温度降低，一方面使通过汽缸壁的传热损失较小，另一方面燃烧产物的离解损失减少，使热效率得以提高。
且当采用稀薄混合气燃烧时，由于进入缸内空气的量增加，减小了泵吸损失，这对汽油机部分负荷经济性的改善非常有利。
另外，稀薄燃烧时燃烧室内的主要成分O2和N2的比热容较小，多变指数K 较高，因为发动机的热效率高，燃油经济性好。
从理论上讲，混合气越稀，热效率越高。
但就普通发动机来说，当过量空气系数α>1.05~1.15后，油耗反而增加。
这是由于混合气过稀时，发动机混合气分配的均匀性变得更加敏感，循环变动率增加，个别缸失火的概率增加；等等，如果不解决这些问题，盲目地调稀混合气，不但不能发挥稀混合气理论上的优势，反而会费油。
燃用混合气的技术途径1）使汽油充分雾化，对均质燃烧要保证混合气均匀及各缸混合气分配均匀。
消除局部区域混合气偏稀的现象，避免电喷发动机调整时的有意加浓；同时，使缸内混合气的实际含量有所增加，失火及不稳定现象就会大大减少，发动机便可以在较稀混合气含量的条件下工作。
要是汽油充分雾化，可以在预热、增加进气流的速度、增强进气流的扰动、增加汽油的乳化度以及使汽油分子磁化等方面采取措施。
2）采用结构紧凑的燃烧室。
使压缩时形成挤流，以提高燃烧速度，从而提高燃烧效率，减少热损失。
一般采用火花塞放在正中的半球形或蓬顶形燃烧室，或其他紧凑型的燃烧室。
简述稀薄燃烧的定义和分类
简述稀薄燃烧的定义和分类大家好！今天咱们来聊聊一个听起来挺高大上的东西——稀薄燃烧。
你可能会想，这个稀薄燃烧到底是啥玩意？它好像有点神秘，但其实呢，说穿了，它就是燃烧过程中的一种特别方式，跟咱们平时看到的火焰不太一样，感觉像是个“轻松版”燃烧。
想象一下，你点着了蜡烛，火苗小得就像个小精灵跳来跳去，不刺眼不张扬，这个火苗就差不多是稀薄燃烧的一个例子了。
先说一下什么叫“稀薄燃烧”。
简单来说，它就是燃料和空气的比例相对较大的燃烧方式。
比如咱们平时做饭烧菜，火大了油多了，温度也高了，这就不是稀薄燃烧。
而如果你用的是那种火苗小、温度低、但依然能够保持燃烧的状态，这就属于稀薄燃烧。
为什么要搞这种燃烧方式呢？一来可以提高燃烧效率，二来还能减少废气的排放，环保一点。
全球那么多人都在为减少污染而努力，稀薄燃烧就是其中的小小英雄之一。
说到这里，可能有朋友会问了：既然这么好，稀薄燃烧有几种不同的分类呢？嘿这个问题问得好！稀薄燃烧根据不同的情况可以分成好几种类型，每种都有它自己的“独特魅力”。
咱们一个个细说。
首先咱来说说空燃比稀薄燃烧。
这个听起来有点复杂，但其实就是空气和燃料的比例调得比较薄。
简单点说，就是空气比燃料多，像是喝汤的时候加了水，汤的味道不浓，但还是能喝得下去。
这样燃烧出来的火焰通常比较弱，而且燃烧的温度也低，但它能充分利用燃料，减少废气的排放，是不是听着就觉得环保又节能？而且因为温度低，热效率也不差，整体就是一个相对完美的系统。
再来呢，还有分层燃烧，这个可有意思了。
想象一下，你点了个火锅，上面是温暖的小火，底下却是炭火旺盛，大家在锅底围绕的方式不同，它们就会以不同的方式燃烧。
分层燃烧的原理就是把燃料分成不同的层次，不同层次的气体和空气混合后进行燃烧。
你可以把它理解为分道扬镳的团队，大家各自努力、各自负责，但目标是一样的，达到最优的燃烧效果。
这种方式不仅提高了燃烧效率，也能够减少污染排放，特别适合那些对环境要求高的设备或者机械。
试述汽油机稀薄燃烧技术节能的原理。
试述汽油机稀薄燃烧技术节能的原理。
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基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用随着汽车行业的发展，越来越多的汽车使用汽油发动机。
汽油机的燃烧过程中存在一些问题，比如燃烧效率低、污染排放高等。
为了解决这些问题，研究人员运用TRIZ理论，提出了稀薄燃烧技术，通过对汽油机的燃烧过程进行优化，达到节能环保的目的。
TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）即发明创造问题解决理论，是苏联发明家格恩里希·亚尔布的一种创新思维方法，旨在通过对问题的分析，找到最优解决方案。
TRIZ理论强调在创新过程中要遵循一定的规律，并且提出了一系列的解决问题的原则和方法，可以帮助工程师和研究人员更快地找到解决问题的途径。
稀薄燃烧技术是一种通过改善汽油机燃烧过程，提高燃烧效率和降低尾气排放的技术。
研究人员通过TRIZ理论的指导，结合汽油机的工作原理和燃烧特性，提出了一系列方案和创新思路，通过技术手段实现了汽油机稀薄燃烧的目标。
稀薄燃烧技术采用了新型的燃烧室设计。
传统的汽油机燃烧室结构通常为球形或者敞口式，燃烧室体积较大，燃烧时间长，燃烧效率较低。
而稀薄燃烧技术则采用了缸内直喷和缸内混合燃烧技术，使得燃烧室的形状和大小可以得到更好的控制，达到更高的压缩比和更充分的燃烧。
这种燃烧室设计不仅提高了燃烧效率，还可以有效减少尾气排放，符合环保要求。
稀薄燃烧技术还引入了先进的点火系统。
传统的汽油机通常采用火花塞点火技术，容易产生火花击穿和爆震现象，造成燃烧不稳定。
而稀薄燃烧技术则采用了电喷点火技术，可以实现精确控制点火时间和点火位置，使得燃烧更加稳定，提高了燃烧效率。
稀薄燃烧技术还应用了先进的排放控制技术。
采用TRIZ理论指导的创新思维，研究人员提出了一系列的尾气处理方案，可以有效减少汽油机产生的有害气体和颗粒物排放，减轻对环境的污染。
基于TRIZ理论的汽油机稀薄燃烧技术的应用，不仅提高了汽油机的燃烧效率，降低了尾气排放，还能够减少对环境的污染，符合节能环保的发展趋势。
汽车新技术论文——缸内直喷稀薄燃烧技术
汽车新技术论文——缸内直喷稀薄燃烧技术缸内直喷稀薄燃烧技术是指在汽车发动机中采用直喷技术，并调整燃烧的混合气浓度，实现更加高效的燃烧过程，以提高汽车的燃油经济性和减少尾气排放。
本文将对缸内直喷稀薄燃烧技术进行详细介绍。
首先，缸内直喷技术是指直接将燃油喷射到气缸内部，而不是在气缸的进气道喷射，这样可以更好地控制燃油进入气缸的时间和量，提高燃油的利用率。
与传统的喷油系统相比，缸内直喷技术具有更好的喷油精度和喷油时间控制能力，可以将燃油和空气更好地混合，从而更加高效地进行燃烧。
其次，缸内直喷稀薄燃烧技术在喷油策略上进行了调整，使得燃烧过程更加充分和高效。
在传统的燃烧过程中，燃油的浓度较高，容易导致燃烧不充分和产生大量的有害气体。
而通过调整喷油策略，可以实现稀薄燃烧，即在气缸中形成较稀的混合气体，可以更充分地燃烧燃油，减少未燃烧的燃油残留，并且减少有害气体的排放。
此外，稀薄燃烧还可以降低燃烧过程中的温度峰值，从而减少氮氧化合物的生成。
在缸内直喷稀薄燃烧技术中，还可以采用一系列的辅助措施来进一步提高燃烧效率。
例如，可以使用涡流增强装置或者喷油策略来改善混合气体的分布，实现更加均匀的燃烧过程。
此外，还可以通过控制气门的开闭时间和程度来调整缸内气体的流动状况，增加气缸内的换气效果，进一步提高燃烧效率。
缸内直喷稀薄燃烧技术不仅能够提高汽车的燃油经济性和降低尾气排放，还可以提高发动机的动力性能和响应速度。
由于采用了直喷技术，燃油的喷射时间和量可以更好地控制，可以更快地达到所需的燃烧条件，从而提高发动机的输出功率和扭矩。
此外，稀薄燃烧可以减少燃烧过程中的热量损失，使得发动机的效率更高。
在实际应用中，缸内直喷稀薄燃烧技术已经得到了广泛的应用。
许多汽车制造商已经将这项技术应用到他们的发动机中，以满足越来越严格的排放法规和节能要求。
随着技术的不断发展和改进，相信缸内直喷稀薄燃烧技术将继续提升汽车的燃油经济性和减少尾气排放，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
稀薄燃烧技术
三菱GDI发动机与传 发动机与传 三菱 统MPI发动机结构图 发动机结构图
三菱GDI为垂直进气歧 三菱GDI为垂直进气歧 管设计， 管设计，并且在活塞 头部设计了一个凸起 的形状。 的形状。活塞在进行 压缩冲程时， 压缩冲程时，汽缸内 会形成强大的涡流。 会形成强大的涡流。 此时将汽油被直接喷 射到燃烧室内， 射到燃烧室内，这股 强大的涡流就能让汽 油跟空气充分混合， 油跟空气充分混合， 从而解决了缸内直喷 燃油与空气混合的问 题。
本田飞度1.3匹配的发动机 本田飞度1.3匹配的发动机
混合气进入汽缸以后能 形成较强的涡流， 形成较强的涡流，让汽 油跟空气有更多混合的 机会， 实现稀薄燃烧。 机会， 实现稀薄燃烧。 i-DSI是在缸外喷油发动 DSI是在缸外喷油发动 机的基础上开发的， 机的基础上开发的，更 注重燃油经济性， 注重燃油经济性，而对 于功率输出， 于功率输出，则没有太 大帮助。 DSI发动机 大帮助。i－DSI发动机 通过燃烧“ 通过燃烧“更稀的混合 气”达到同等功率输出 的情况下， 的情况下，燃烧更少的 汽油。 汽油。
GDI发动机工作过程示意图 发动机工作过程示意图
实例介绍
本田飞度1.3匹配的发动机结构设计上 本田飞度1.3匹配的发动机结构设计上 没有创新，为每缸两气阀设计， 没有创新，为每缸两气阀设计，单顶 置凸轮轴，这款发动机被本田称作i 置凸轮轴，这款发动机被本田称作i－ DSI（双火花塞点火）发动机。 DSI（双火花塞点火）发动机。这款发 动机的核心技术就是“稀薄燃烧” 动机的核心技术就是“稀薄燃烧”技 虽然没有缸内直喷先进， 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。 对于直喷发动机而言成本低廉。
FSI发动机工作过程示意图 发动机工作过程示意图
汽油稀薄燃烧简述
混合气稀薄燃烧模式简谈摘要：随着中国经济的快速发展，人们生活品质的不断提高。
中国的汽车保有量逐年攀升，汽车尾气对环境的危害也越发严重。
本文通过分析汽油机混合气的稀薄燃烧模式，从排放物、燃油经济性、动力性等不同方面加以阐述。
得出稀薄燃烧模式在保证相应的动力的情况下，其尾气量更能符合国家尾气排放标准。
关键字：混合气空燃比燃烧模式喷射1.稀薄燃烧技术（GDI）均质稀燃和分层稀燃是缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术的两种燃烧模式。
所谓均质燃烧就是进气早期将燃油喷入汽缸，使过量空气系数λ=1或附近,形成完全的均质化学计量比进行燃烧。
在压缩行程后期开始喷油，在火花塞的区域，可以形成较浓的混和气，而在远离火花塞的区域形成稀薄的混合气( 过量空气系数达λ = 2 ～ 3)，这就是分成燃烧。
分层燃烧可以提高着火概率，加快火焰传播速度，实现快速稳定的燃烧。
如图 1 所示， GDI 汽油机燃烧系统结构一般由进排气道、燃烧室、活塞、喷油器和火花塞组成。
要图1 GDI 燃烧系统示意在缸内形成均匀的混合气，必须组织合适的气流运动和精确的喷油匹配。
1.1GDI的气流运动缸内气流必须要满足两点要求: (1)从微观上要求在气缸内具有高强度的紊流，以促进燃油与空气的混合; (2)从宏观上要求有控制的平均气流运动，以形成均匀的混合气［1］采用均质混合气燃烧模式的 GDI 汽油机一般靠进气道来产生强烈的滚流运动以促进燃油与空气的混合另一方面，随着活塞上行，滚流在压缩冲程后期破碎成湍流，这样有助于提高压缩终了时的湍流强度，以提高火焰传播速度及保持燃烧稳定性［2］图2是710°CA 时刻( 接近点火时刻) 缸内动能分布云图，可以看出，缸内湍动能从中心向周围递减，这样有利于火焰传播边缘处的湍动能较小对火焰传播影响不大。
火焰传播越快，则燃烧同量的燃料产生功率更高。
GDI的燃油喷射系统GDI通常划分了负荷区 ,因此要求 GDI燃油喷射系统至少要能提供2～3 种不同的操作模式,以适应不同的负荷要求。
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。
返回目录
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。
稀薄燃烧技术
分层燃烧
如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是无法点燃的，因此必 须采用由浓至稀的分层燃烧方式
高能点火
高能点火和宽间隙火花塞有利于火核形成，火焰传播距离缩短，燃烧速 度增快，稀燃极限大。有些稀燃发动机采用双火花塞或者多极火花塞装 置来达到上述目的。
以上三点只是对整体汽油发动机稀燃技术而言，具体到某种机型会有 所偏重。各种汽油发动机稀燃方式的技术措施不完全一样，同一发动 机在不同的工况下稀燃方式也会不完全一样。有些着重缸内气流运动 及燃油分布的配合，重点在分层燃烧。有些着重加大点火能量、增快 火焰传播速度和缩短火焰传播距离，重点在高能点火。
TCCS燃烧系统
• 分隔式燃烧室分层燃烧系统，如本田公司的CVCC
气缸分为主、副两个燃烧室，喷油嘴被 布置在副燃烧室内，副燃烧室通过数个 火焰孔与主燃烧室联通，主进气门和副 燃烧室则是分开的设计，在副燃烧室则 另设一个较小的进气门其辅助作用。在 发动机在进气冲程运转时，主燃室只负 责进气，副燃室的小型气门亦处于打开 状态，单独雾化喷入副燃室内的汽油； 在进入压缩冲程时，会有少量汽油自然 而言的慢慢进入主燃室内，此时主燃室 内的物体大多是稀薄的空气；燃烧冲程 时，副燃室先行点火，引燃浓度较大的 油气混合气，接着再引燃主燃室内的稀 薄的油气混合气。
MAN燃烧室
射流燃烧室
• 分层稀混合气燃烧：主要是通过控制混合气的浓度分布来 实现的，其在火花塞附近混合气比较浓，空燃比约为12～ 13，保证可靠的点火，在其余大部分区域混合气较稀，空 燃比在20以上。分层充气系统可分为三种
• 直喷式分层燃烧系统，如Texaco公司的TCCS、Ford公司的PROCO 及日本Satoshi Kato等人提出的OSKA
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。
稀薄燃烧名词解释
稀薄燃烧名词解释
稀薄燃烧是指在高海拔、低大气压条件下，燃料在空气中燃烧的现象。
由于空气密度低，氧气分子与燃料分子之间的碰撞频率降低，导致燃烧反应速率下降，燃烧温度降低，燃烧效率降低。
因此，稀薄燃烧对于航空发动机、火箭、导弹等高空设备的燃烧性能影响重大。
为了解决稀薄燃烧问题，科学家们不断进行研究。
其中一个解决方案是增加燃料喷射速度和燃烧室内的氧气浓度，以提高燃烧速率和效率。
另外，还可以采用加热燃料和氧气，提高燃烧温度，进一步促进燃烧反应。
稀薄燃烧的研究不仅在航空航天领域有重要应用，还对于环境保护和新能源开发也具有重要意义。
例如，在高海拔地区，燃料的燃烧产生的排放物会对环境造成污染，而稀薄燃烧技术可以降低排放物的生成量，实现环保目标。
此外，在新能源开发中，燃料电池等技术需要对燃料进行稀薄燃烧处理，以提高能源利用率和环保性能。
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汽油机稀薄燃烧技术
汽油机稀薄燃烧技术
汽油机稀薄燃烧技术是指通过控制进气量和燃油喷射量来实现燃烧室内主燃烧区气体的燃烧稀释，从而提高汽油机的燃烧效率和排放性能的一种技术。
汽油机稀薄燃烧技术的目标是实现更高的燃烧效率和更低的排放。
通过将燃烧室内的混合气稀薄到可燃极限附近，可以提高燃烧的完全程度，减少未燃烧物质的产生，从而降低尾气排放中的CO、HC等有害物质的含量。
在汽油机稀薄燃烧技术中，关键是要控制好燃油喷射量和进气量。
燃油喷射量需要根据当前工况和运行状态进行精确控制，以保证燃油在燃烧室内充分混合，形成均匀且适量的可燃混合气。
进气量的控制则可以通过增加进气阻力、采用可变进气门正时等方法实现。
汽油机稀薄燃烧技术的应用可以有效降低燃油消耗和尾气排放，提高汽车燃油经济性和环保性能。
此外，稀薄燃烧技术还可以提高汽油机的动力输出和响应性能，提升车辆的行驶性能和驾驶体验。
因此，稀薄燃烧技术在现代汽车工业中得到了广泛的应用。
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。
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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。
那么这两者技术是如何实现混合气在气缸内分层的呢？GDI采
用的是真正的直接喷射，设计师将喷油嘴布置在气缸顶部离火花塞和进气门都很近的地方，在发动机进气行程中，它也会喷油，但是喷油量非常的少，在活塞向下运动到底部再向上进行压缩时，气缸内的空气已经得到完全混合，这就如同缸外喷射的道理。
但这时的混合气是不能被点燃的，因为浓度实在是太低了，预先达到这种浓度，只是为第二次喷油点燃缸内气体，并充分燃烧做准备；当然，这种稀混合气还有一个好处，就是可以提高压缩比而不会产生爆燃。
当活塞即将到达上顶点，喷油嘴开始第二次喷油，因为喷出的燃油是漏斗形，越是靠近喷油嘴的地方，浓度就越高，而火花塞离喷油嘴很近，显然，此时在火花塞跳火间隙附近的燃油浓度是很高的，比其他部位的混合气要高，从而实现了不同区域出现不同浓度的混合气，也就是所谓分层。
现在就好办了，火花塞附近的混合气较浓，很容易被点燃，这部分点燃的气体会继续引燃剩余的混合气，从而达到分层点火燃烧的目的。
缸内直喷技术（GDI）
缸内直喷技术（GDI）是燃油以细微滴状的薄雾方式进入汽缸，而不是以蒸汽的方式。
这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变为可燃蒸汽时，实际上对发动机的汽缸起到了冷却的作用。
这种冷却作用降低了发动机对辛烷的需要，所以其压缩比可以有所增加。
而且正如柴油一样，采用较高的压缩比可以提高燃料的效率。
采用GDI技术的另一个优点是它能够加快油气混合气体的燃烧速度，这使得GDI发动机和传统的化油器喷射发动机相比，可以很好地适应废气再循环工艺。
采用计算机来模拟进出燃烧室的燃料和空气流的情况是一项突破性的技术。
燃烧室和活塞的形状、喷油脉冲的能量和方向、活塞和发动机热量的运动情况都会影响油气混合物的位置。
这项技术采用了燃油分层喷射。
燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。
什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。
大众FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射阀门。
它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。
如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。
通过缸内空气的运动在火花塞周围
形成易于点火的浓混合气，混合比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。
浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。
FSI特点是：能够降低泵吸损失，在低负荷时确保低油耗，但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放的氧化氮气体。
FSI发动机按照发动机负荷工况，基本上可以自动选择2种运行模式。
在低负荷时为分层稀薄燃烧，在高负荷时则为均质理论空燃比（14.6-14.7）燃烧。
在这两种运行模式中，燃料的喷射时间有所不同，真空驱动的开关阀进行开启和关闭。
在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中，燃油则是在进气冲程中喷射。
理论空燃比的均质混合气易于燃烧，不必借助涡流作用，因此，由于进气阻力减少，开关阀打开。
而在全负荷以外，进行废气再循环，限制泵吸损失，由于直喷化而使压缩比提高到12比1，即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中，仍能降低燃油耗。
进一步说，在FSI发动机中，在低负荷与高负荷之间，作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧，在这种运行模式中，燃油在进气冲程喷射，并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流，开关阀被关闭。
这时，阻碍燃烧的废气再循环（EGR）暂不进行。
与均质理论空燃比燃烧不同的是，吸入空气量超过燃油的喷射量.所以实际上FSI发动机有三种工作模式在不同工况下运行：分层稀薄燃烧，均质稀薄燃烧，均质理论空燃比燃烧。
如果说三菱的GDI喷油很直接，那大众的FSI喷油是间接式的。
大众的FSI把喷油嘴安放在进气门附近上，同样是两次喷油，但喷油方向是对准活塞，而且在活塞上有个U型槽，燃油喷射出来后，会
随着凹槽转变方向，目的地也是火花塞附近。
因此也实现了在火花塞附近形成较浓的混合气，达到燃油分层的目的。
大众的目的似乎很单纯，就是想要节油，活塞上的U型槽，有助于产生更多的缸内涡流，使混合更充分。
但如果转速过高，这种涡流反而会影响进排气效率，降低燃烧效率，所以这就如同柴油机，不能将转速做得过高。
转速低，燃烧充分，想不省油都难！但是回过头来看三菱的GDI，日本人务实，GDI的这种设计只要能做到对喷油的精确控制，高低转速都能兼顾，不会有瓶颈的制约，所以更适合于各种工况。
别看分层燃烧说起来很容易，其实很多部件都是科技含量很高的，像油泵、油嘴、活塞等等，没有过硬的技术，分层燃烧是根本不可能实现的。
另外，使用分层燃烧技术的发动机压缩比都较高，所需的燃油清洁度也要求较高，在目前普及起来还有一定的阻碍，配备三菱的GDI发动机的车型，到现在还没有一款在国内正式销售，而大众的FSI则同样让人感觉高高在上，国内南北两家合资的大众公司宁可拿2气阀这种老旧的发动机来应付市场，也不敢把它在德国几乎已经普及了的FSI发动机拿来，主要是这些技术尚不适合目前的国情，中国的汽油清洁度较差，使用这种燃油会造成这种发动机的早期损坏。