汽油机燃烧系统
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前述汽油机采用的工质是均匀的，是空燃 1) 经济性差
(二) 典型缸内直喷燃烧系统简介
1、本田CVCC分层燃烧系统 2、福特缸内直喷燃烧系统(PROCO) 3、三菱缸内直喷分层充量燃烧系统
1. 本田CVCC分层燃烧系统
副燃烧室内装有辅助进气门和火花塞，室内有5个 火焰孔与主室相通，工作中，供给副室少量浓混合 气。α =12.5～13.5，主室供给稀混合气（α =20～ 21.5），通过火焰孔适当混合，在副室及火焰孔附 近形成较浓的中间混合气层。 燃烧室内无强烈紊流，燃烧缓慢。与其他燃烧室相 比，CVCC燃烧室系统的主要优点是其排放性能好。
EXPERIMENT RESULTS FROM HONDA R&D:
柴油机HCCI的TOYOTA
UNIBUS燃烧系统 和NISSAN MK燃烧系统已经在一些车型上 投入使用。 GM的汽油机HCCI展示车已经上路。
GM-HCCI.FLASH
GM Demonstrates Gasoline HCCI On the road
油消耗率大幅度降低。
三、新型燃烧方式HCCI
Category of gasoline engine
By the fuel-injection location : PFI / DI By the mixture formation process: wall-guided / spray-guided By the mode of ignition and combustion: homogeneous spark ignition / stratified spark ignition / homogeneous compression ignition
（二）燃烧室的设计要点
燃烧室的设计要点
1、压缩比 2、燃烧室面容比F／V 3、火花塞位置及其性能 4、燃烧室内的气流运动 5、其他优化途径
1、压缩比
影响汽油机性能指标最重要的结构参数是压缩比，提高 压缩比可以提高汽油机的功率与经济性，但提高压缩比受 爆燃的限制。 从提高功率和经济性考虑，提高压缩比是有利的，但过 高的压缩比将使压力升高比增加 ，发动机的噪声与振动 较大，这是不允许的。此外，提高压缩比对大气污染也是 不利的。
(四)典型燃烧室
1、楔形燃烧室 2、浴盆形燃烧室 3、碗形燃烧室 4、半球形燃烧室 5、其他类型燃烧室
二、充量分层和 缸内直喷燃烧系统
(一) 分层燃烧
分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混 比变化在非常狭窄的范围内(A/F＝12.6~17) 合气分布，即在火花间隙周围局部形成具 2) 排放差，冷起动易形成油膜（fuel 的混合气，这样的燃烧系统本身具有以下 有良好着火条件的较浓混合气，空燃比在 缺点： film） 12~13.4左右；而在燃烧空的大部分区域 3) 泵气损失大 是较稀的混合气。在两者之间，为了有利 于火焰传播，混合气浓度从火花塞开始由 浓到稀逐步过渡，即形成所谓的分层燃烧 系统。
“More miles, less fuel.”——GM has fitted the 2007 Saturn Aura and the Opel Vectra with HCCI which provides up to 15 percent fuel savings while meeting future emissions standards.
2、福特缸内直喷燃烧系统(PROCO)
3、三菱缸内直喷分层充量燃烧系统
在高负荷时，燃油在 进气行程的早期喷入 气缸形成化学计量比 或稍浓的均质混合气， 油束不接触活塞顶面， 燃油的蒸发将使缸内 充量温度下降，充量 系数提高，所需辛烷 在部分负荷时，燃油在压缩行程后期喷向半球形的活塞 值下降，压缩比可达 凹坑，喷到凹坑的燃油向火花塞方向运动，在缸内滚流 12，发动机的整体性 能明显提高，同时采 的帮助下在火花塞附近形成浓混合气，燃烧室空间为整 用EGR降低NOx排放。 体较稀的分层混合气，稳定运转的空燃比可达40：1，燃
GM SG-SIDI engine
Advantages and challenges of HCCI
Advantages of HCCI: 1. High efficiency: the elimination of throttling losses, the use of high compression ratios (similar to a CIDI engine), and a shorter combustion duration 2. good performance in emission 3. fuel-flexibility 4. lower cost than CIDI engines Main challenges ： 1. Ignition Timing Control 2. Combustion Rate Control for High-Load Engine Operation 3. Engine Cold-Start solution：use tech like VVT to switch between SI and HCCI operation from one cycle to another.
(1)经济性高。 (2)燃烧放热率曲线等 容度高。 (3)对大气的污染小。 (4)动力性高。 (5)不出现爆燃与表面 点火等不正常燃烧。 (6)燃烧循环变动小。
wk.baidu.com
(7)工作柔和，燃烧噪 声小。 (8)满足速燃要求。 (9)稀燃能力强。 (10)起动性好。 (11)瞬态特性好。 (12)EGR的承受能力 强。
Posted on: August 24th, 2007
4、燃烧室内的气流运动
燃烧室内形成适当强度的气流运动的有利之处： 1) 增加火焰传播速度。 2) 扩大混合气的着火界限。 3) 降低循环变动率。 4) 降低HC排放。 不利之处：过强的气流将使热损失增加，还可能 吹熄火核而失火，使HC排放增加，也是不利的。
（三）一些燃烧循环
Wankle engine cycle Two Stroke Engine cycle Otto cycle Atkinson cycle
2、燃烧室面容比F／V
F／V在某种意义上可以表示燃烧室的 紧凑性。一般来说，F／V大，火焰传播距 离长，容易爆燃，HC排放高(图5—21)，相 对散热面积大，热损失大。
3、火花塞位置及其性能
火花塞的位置直接影响火焰传播距离的长短，从而 影响抗爆性，也影响火焰面积扩展速率和燃烧速率。 在特制形状的燃烧弹中的试验结果表明(图5—22)， 圆锥形底部点火时，开始燃烧速率大，后期缓慢； 圆锥形顶部点火时正好相反，开始缓慢，后期快速 燃烧；圆柱形介于两者之间。楔形燃烧室与圆锥形 底部点火类似，浴盆形燃烧室与圆柱形类似。
汽油机燃烧系统 概述与展望
kongfubird @ SJTU BBS
燃烧室设计的一般要求
传统点燃式内燃机的燃烧室
燃烧室设计要点
典型燃烧室
分层燃烧 分层充量及缸内直喷燃烧系统 典型缸内直喷燃烧系统简介 新型燃烧方式HCCI
一、传统点燃式内燃机的燃烧室
(一) 传统燃烧室设计的一般要求
(二) 典型缸内直喷燃烧系统简介
1、本田CVCC分层燃烧系统 2、福特缸内直喷燃烧系统(PROCO) 3、三菱缸内直喷分层充量燃烧系统
1. 本田CVCC分层燃烧系统
副燃烧室内装有辅助进气门和火花塞，室内有5个 火焰孔与主室相通，工作中，供给副室少量浓混合 气。α =12.5～13.5，主室供给稀混合气（α =20～ 21.5），通过火焰孔适当混合，在副室及火焰孔附 近形成较浓的中间混合气层。 燃烧室内无强烈紊流，燃烧缓慢。与其他燃烧室相 比，CVCC燃烧室系统的主要优点是其排放性能好。
EXPERIMENT RESULTS FROM HONDA R&D:
柴油机HCCI的TOYOTA
UNIBUS燃烧系统 和NISSAN MK燃烧系统已经在一些车型上 投入使用。 GM的汽油机HCCI展示车已经上路。
GM-HCCI.FLASH
GM Demonstrates Gasoline HCCI On the road
油消耗率大幅度降低。
三、新型燃烧方式HCCI
Category of gasoline engine
By the fuel-injection location : PFI / DI By the mixture formation process: wall-guided / spray-guided By the mode of ignition and combustion: homogeneous spark ignition / stratified spark ignition / homogeneous compression ignition
（二）燃烧室的设计要点
燃烧室的设计要点
1、压缩比 2、燃烧室面容比F／V 3、火花塞位置及其性能 4、燃烧室内的气流运动 5、其他优化途径
1、压缩比
影响汽油机性能指标最重要的结构参数是压缩比，提高 压缩比可以提高汽油机的功率与经济性，但提高压缩比受 爆燃的限制。 从提高功率和经济性考虑，提高压缩比是有利的，但过 高的压缩比将使压力升高比增加 ，发动机的噪声与振动 较大，这是不允许的。此外，提高压缩比对大气污染也是 不利的。
(四)典型燃烧室
1、楔形燃烧室 2、浴盆形燃烧室 3、碗形燃烧室 4、半球形燃烧室 5、其他类型燃烧室
二、充量分层和 缸内直喷燃烧系统
(一) 分层燃烧
分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混 比变化在非常狭窄的范围内(A/F＝12.6~17) 合气分布，即在火花间隙周围局部形成具 2) 排放差，冷起动易形成油膜（fuel 的混合气，这样的燃烧系统本身具有以下 有良好着火条件的较浓混合气，空燃比在 缺点： film） 12~13.4左右；而在燃烧空的大部分区域 3) 泵气损失大 是较稀的混合气。在两者之间，为了有利 于火焰传播，混合气浓度从火花塞开始由 浓到稀逐步过渡，即形成所谓的分层燃烧 系统。
“More miles, less fuel.”——GM has fitted the 2007 Saturn Aura and the Opel Vectra with HCCI which provides up to 15 percent fuel savings while meeting future emissions standards.
2、福特缸内直喷燃烧系统(PROCO)
3、三菱缸内直喷分层充量燃烧系统
在高负荷时，燃油在 进气行程的早期喷入 气缸形成化学计量比 或稍浓的均质混合气， 油束不接触活塞顶面， 燃油的蒸发将使缸内 充量温度下降，充量 系数提高，所需辛烷 在部分负荷时，燃油在压缩行程后期喷向半球形的活塞 值下降，压缩比可达 凹坑，喷到凹坑的燃油向火花塞方向运动，在缸内滚流 12，发动机的整体性 能明显提高，同时采 的帮助下在火花塞附近形成浓混合气，燃烧室空间为整 用EGR降低NOx排放。 体较稀的分层混合气，稳定运转的空燃比可达40：1，燃
GM SG-SIDI engine
Advantages and challenges of HCCI
Advantages of HCCI: 1. High efficiency: the elimination of throttling losses, the use of high compression ratios (similar to a CIDI engine), and a shorter combustion duration 2. good performance in emission 3. fuel-flexibility 4. lower cost than CIDI engines Main challenges ： 1. Ignition Timing Control 2. Combustion Rate Control for High-Load Engine Operation 3. Engine Cold-Start solution：use tech like VVT to switch between SI and HCCI operation from one cycle to another.
(1)经济性高。 (2)燃烧放热率曲线等 容度高。 (3)对大气的污染小。 (4)动力性高。 (5)不出现爆燃与表面 点火等不正常燃烧。 (6)燃烧循环变动小。
wk.baidu.com
(7)工作柔和，燃烧噪 声小。 (8)满足速燃要求。 (9)稀燃能力强。 (10)起动性好。 (11)瞬态特性好。 (12)EGR的承受能力 强。
Posted on: August 24th, 2007
4、燃烧室内的气流运动
燃烧室内形成适当强度的气流运动的有利之处： 1) 增加火焰传播速度。 2) 扩大混合气的着火界限。 3) 降低循环变动率。 4) 降低HC排放。 不利之处：过强的气流将使热损失增加，还可能 吹熄火核而失火，使HC排放增加，也是不利的。
（三）一些燃烧循环
Wankle engine cycle Two Stroke Engine cycle Otto cycle Atkinson cycle
2、燃烧室面容比F／V
F／V在某种意义上可以表示燃烧室的 紧凑性。一般来说，F／V大，火焰传播距 离长，容易爆燃，HC排放高(图5—21)，相 对散热面积大，热损失大。
3、火花塞位置及其性能
火花塞的位置直接影响火焰传播距离的长短，从而 影响抗爆性，也影响火焰面积扩展速率和燃烧速率。 在特制形状的燃烧弹中的试验结果表明(图5—22)， 圆锥形底部点火时，开始燃烧速率大，后期缓慢； 圆锥形顶部点火时正好相反，开始缓慢，后期快速 燃烧；圆柱形介于两者之间。楔形燃烧室与圆锥形 底部点火类似，浴盆形燃烧室与圆柱形类似。
汽油机燃烧系统 概述与展望
kongfubird @ SJTU BBS
燃烧室设计的一般要求
传统点燃式内燃机的燃烧室
燃烧室设计要点
典型燃烧室
分层燃烧 分层充量及缸内直喷燃烧系统 典型缸内直喷燃烧系统简介 新型燃烧方式HCCI
一、传统点燃式内燃机的燃烧室
(一) 传统燃烧室设计的一般要求