汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)淺析

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1、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)淺析班級：11車輛工程（1）學(xué)號：1104104019姓名：張騰摘?要汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)，采用該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)動機(jī)具有高節(jié)能，高效率,低排放的優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)在車用汽油發(fā)動機(jī)一個十分重要的發(fā)展方向。本文首先介紹了汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的簡單概念及其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在與普通的進(jìn)氣道噴射發(fā)動機(jī)比較的基礎(chǔ)上，研究了運(yùn)用了直噴稀燃技術(shù)發(fā)動機(jī)簡單工作原理，重點(diǎn)闡述了直噴稀燃技術(shù)在奧迪A8為代表FSI車型的應(yīng)用情況，指出了空氣供給系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)，排放系統(tǒng)方面的主要變化，以及對這些部分的控制，并分析了該發(fā)動機(jī)對尾氣的

2、特殊凈化技術(shù)，簡單的介紹了國內(nèi)外該技術(shù)的應(yīng)用情況，直噴稀燃技術(shù)有很大的發(fā)展?jié)摿?，將得到更大發(fā)展并將取代現(xiàn)有的進(jìn)氣道式噴射技術(shù)。?引言日益嚴(yán)重的環(huán)境和能源問題，使得人們在追求車用汽油機(jī)良好動力性的同時，也對汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放提出愈來愈高的要求。為此，近年來世界各國研究、開發(fā)了許多發(fā)動機(jī)新技術(shù)。其中汽油機(jī)缸內(nèi)直噴稀燃技術(shù)無論在節(jié)能方面還是在降低排放方面效果均十分明顯,?已成為車用汽油機(jī)一個十分重要的發(fā)展方向。??一、?汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)及其工作原理?1、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的概念?FSI是Fuel?Stratifi

3、ed?Injection的縮寫。意指燃油分層噴射，是直噴式汽油發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新的革命性技術(shù)[1]。FSI技術(shù)是指改變傳統(tǒng)的汽油機(jī)通過從進(jìn)氣管中將燃油與空氣混合的燃油供給系統(tǒng)的供油方式，而采用像柴油機(jī)一樣的，通過噴油器直接將汽油往氣缸內(nèi)噴射的供油方式[2]。分層燃燒的真正目的是可以實(shí)現(xiàn)較稀混合氣的點(diǎn)燃，而設(shè)計缸內(nèi)直噴的主要目的則是為了實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒，缸內(nèi)直噴技術(shù)伴隨著稀燃技術(shù)是相輔相成、密不可分的。而發(fā)動機(jī)的稀薄燃燒技術(shù)就是為了讓氣缸內(nèi)的混合氣更加充分的燃燒，使盡可能多的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，提高熱效率，達(dá)到減低油耗和排放的目

4、的。?2、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的關(guān)鍵?為了實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒，技術(shù)上必須做到：（1）高能點(diǎn)火，高能點(diǎn)火有利于火核形成，燃燒速度增快，稀燃極限大，稀燃發(fā)動機(jī)采用特殊的火花塞設(shè)計以達(dá)到上述目的。（2）最優(yōu)點(diǎn)火提前角控制，易于實(shí)現(xiàn)分層燃燒（3）噴射的最佳時刻與時間的控制，使得本來不易點(diǎn)燃的稀薄混合氣在氣缸以點(diǎn)帶面點(diǎn)火方式迅速波及開來（4）提高了壓縮比，?需采用緊湊型燃燒室設(shè)計，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短（5）組織空氣運(yùn)動，通過進(jìn)氣口位置改進(jìn)使缸內(nèi)形成較強(qiáng)的空氣運(yùn)動旋流，提高氣流速度，實(shí)現(xiàn)分層[4]。?3、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的工作原理?采用

5、直噴稀燃技術(shù)的發(fā)動機(jī)是利用一個高壓泵，使汽油通過一個分流軌道（共軌）到達(dá)電磁控制的噴油器。在進(jìn)氣道中產(chǎn)生可變渦流，使得進(jìn)氣流以最佳的渦流形態(tài)進(jìn)入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使較濃的氣體聚集于火花塞的周圍，正常情況下，如此稀薄的氣體時不可能被點(diǎn)燃的，故采用以中間點(diǎn)火帶動周圍點(diǎn)火的使整個氣缸燃燒的方式，濃混合氣點(diǎn)燃后，燃燒迅速波及外層[3]，使其點(diǎn)燃做功。二、?汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)特點(diǎn)?1、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)?采用燃油直噴稀燃技術(shù)的發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)能夠在火花塞點(diǎn)火之前把汽油以較高的壓力直接噴射到燃燒室，同時在EC

6、U的精確控制下，使混合氣體能夠?qū)崿F(xiàn)分層燃燒。這種技術(shù)可以讓靠近火花塞周圍的混合氣相對較濃，遠(yuǎn)離火花塞周圍的混合氣相對較稀，從而更有效的實(shí)現(xiàn)“稀薄”點(diǎn)火和分層燃燒。并且由于不用加熱進(jìn)氣就可以使汽油得到充分揮發(fā)而提高了進(jìn)氣充量,減小了進(jìn)氣氣阻。采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的汽油機(jī)的過量空氣系數(shù)可以調(diào)節(jié)稀薄的狀態(tài)，從而能夠?qū)?nèi)燃機(jī)的熱效率提高20％[3]。而不會對發(fā)動機(jī)性能造成負(fù)面的影響。采用直噴技術(shù)后，燃油以細(xì)微滴狀的薄霧方式進(jìn)入汽缸，而不是以蒸汽的方式。這也就意味著當(dāng)燃油霧滴吸收熱量變?yōu)榭扇颊羝麜r，實(shí)際上對發(fā)動機(jī)的汽缸起到了冷卻的作用，

7、另外比原有的進(jìn)氣道式汽油發(fā)動機(jī)獲得了更多的進(jìn)氣量，使缸內(nèi)氣體燃燒的更為徹底，減少了大量由于燃燒不充分形成的有害氣體，從而保護(hù)了環(huán)境。?2、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的缺點(diǎn)?FSI同時也要面臨PFI（Port?Fuel?Injection?的縮寫，意指進(jìn)氣口燃油噴射）所沒有的困難。如在要求的工作范圍內(nèi)如何對分層燃燒進(jìn)行有效的控制；確定怎樣的噴油控制策略來保證較好的負(fù)荷切換，以適應(yīng)于FSI發(fā)動機(jī)的噴油器設(shè)計，解決小負(fù)荷時HC排放過高，大負(fù)荷時NOX排放過高并有碳煙形成，及由于汽油自潤滑性差導(dǎo)致的燃油噴射系統(tǒng)和缸壁磨損等，這些是FS

8、I開發(fā)中常遇到的困難。此外，原有的三效催化轉(zhuǎn)化器不適用于FSI，需要開發(fā)專用的稀燃NOX催化轉(zhuǎn)化器[5]。三、應(yīng)用情況分析1、?國內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的應(yīng)用情況?國內(nèi)版本的稀燃發(fā)動機(jī)，并沒有像國外發(fā)展的那樣成熟，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的稀薄燃燒具有很高的技術(shù)難度。比如，油泵、油嘴、活塞等，在這些方面沒有過硬的技