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，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)點和缺點。在與普通的進(jìn)氣道噴射發(fā)動機(jī)比較的基礎(chǔ)上，研究了運用了直噴稀燃技術(shù)發(fā)動機(jī)簡單工作原理，重點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)對尾氣的特殊凈化技術(shù)，簡單

2、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Γ瑢⒌玫礁蟀l(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?Stratified?Injection的縮寫。意指

3、燃油分層噴射，是直噴式汽油發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的一項創(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現(xiàn)較稀混合氣的點燃，而設(shè)計缸內(nèi)直噴的主要目的則是為了實現(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的。?2、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的關(guān)鍵?為了實現(xiàn)稀薄燃

4、燒，技術(shù)上必須做到：（1）高能點火，高能點火有利于火核形成，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)點火提前角控制，易于實現(xiàn)分層燃燒（3）噴射的最佳時刻與時間的控制，使得本來不易點燃的稀薄混合氣在氣缸以點帶面點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)的空氣運動旋流，提高氣流速度，實現(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)

5、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燃的，故采用以中間點火帶動周圍點火的使整個氣缸燃燒的方式，濃混合氣點燃后，燃燒迅速波及外層[3]，使其點燃做功。二、?汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)特點?1、汽車發(fā)動機(jī)直噴稀燃技術(shù)的優(yōu)點?采用燃油直噴稀燃技術(shù)的發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)能夠在火花塞點火之前把汽油以較高的壓力直接噴射到燃燒室，同時在ECU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，

6、遠(yuǎn)離火花塞周圍的混合氣相對較稀，從而更有效的實現(xiàn)“稀薄”點火和分層燃燒。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，實際上對發(fā)動機(jī)的汽缸起到了冷卻的作用，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

7、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?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FSI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、

8、?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