汽車發(fā)動機原理8章3(王建昕)

主要內(nèi)容：汽油機的燃燒過程及其特點汽油機的不正常燃燒汽油機的混合氣形成汽油機燃燒室及其特性汽油機電子控制系統(tǒng)與控制技術(shù)稀薄燃燒與缸內(nèi)直噴式汽油機第8章汽油機的混合氣形成及燃燒過程8.6稀薄燃燒與缸內(nèi)直噴汽油機缸內(nèi)直噴（GDI）

進氣道多點噴射（PFI）

傳統(tǒng)汽油機的弱點：由于采用量調(diào)節(jié)，存在較大的泵氣損失，使熱效率降低；由于爆震而不能采用高壓縮比，使熱效率降低；濃混合氣的比熱容比較低，使熱效率降低。汽油機發(fā)展三階段8.6稀薄燃燒與缸內(nèi)直噴汽油機8.6.1稀薄燃燒（LeanBurn）的基本概念化油器Φa=0.8～1.2PFI（排放為目標）Φa=1.00.8～1.2非直噴稀燃Φa=0.8～1.7稀燃GDIΦa=0.8～4.0稀燃定義：

Φa＞1.0的燃燒8.6.2非直噴稀燃汽油機1、均質(zhì)稀燃通過提高湍流強度、采用高能點火、優(yōu)化燃燒室設(shè)計方法，PFI（化油器）汽油機可以稀燃，使油耗降低；稀燃程度有限，在φa≤1.4穩(wěn)定工作；但隨混合氣變稀，點火困難，循環(huán)波動增大，火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档?，油耗反而上升?、分層稀燃利用進氣與噴油的控制，形成3類：分隔式燃燒室本田公司的CVCC，主要為了降低排放軸向分層空燃比達到22，最大節(jié)油率12%8.6.2非直噴稀燃汽油機徑向（縱向）分層三菱公司MVV系統(tǒng)空燃比達23～25，最大節(jié)油率13%8.6.2非直噴稀燃汽油機綜上可知，PFI汽油機的稀燃程度有限，A/F≤25，因而節(jié)油效果也有限。1996年:三菱公司推出世界上第一款商品GDI發(fā)動機，稀燃界限超過A/F=40，節(jié)油20%～30%。同年豐田公司、次年日產(chǎn)公司，也推出了商品化GDI發(fā)動機。

由此，經(jīng)過幾十年的開發(fā)，GDI汽油機開始了商品化的里程。8.6.3缸內(nèi)直噴稀燃GDI實現(xiàn)高度稀燃的關(guān)鍵技術(shù)是：總體φa＞1，火花塞周圍φa≤1的濃混合氣，以保證穩(wěn)定著火

，因而稱為分層稀燃GDI。分層混合氣的形成方式：噴霧引導、壁面引導、氣流引導。

8.6.3缸內(nèi)直噴稀燃典型稀燃GDI燃燒系統(tǒng)三菱GDI：滾流、高壓傘噴油嘴、曲面活塞凹坑混合氣形成控制方式：氣流與燃室壁面復合引導8.6.3缸內(nèi)直噴稀燃混合氣控制策略8.6.3缸內(nèi)直噴稀燃早噴均質(zhì)模式晚噴分層模式GDI發(fā)動機熱效率高的原因1、近似空氣循環(huán)，K值大（由1.3變?yōu)?.4），ηi增大；2、基本取消了進氣節(jié)流，泵氣損失降低15%；3、燃油汽化使壓縮終點溫度降低，爆燃可能性減小，壓縮比可提高（由10→12），be可改善5%；4、燃燒放熱速率提高，be可改善2-3%，怠速改善10%；5、中小負荷時燃燒室周邊基本是空氣，散熱損失小。

8.6.3缸內(nèi)直噴稀燃分層稀燃GDI難以滿足更加嚴格的排放法規(guī)，并且隨排放法規(guī)加嚴，節(jié)油效果減??；

2005年以后，均質(zhì)當量比GDI逐漸成為主流（即稀燃GDI大負荷控制策略），節(jié)油效果5～10%；

主要原因：噴霧吸熱使溫度降低，使φc提高2～3%，ε提高1～2單位。8.6.4均質(zhì)當量比GDI8.6.5稀燃與GDI總結(jié)節(jié)能與排放控制的雙重要求，導致了汽油機技術(shù)的螺旋式進步。第8章作業(yè)（2）1.根據(jù)第7章、8章所學內(nèi)容，試分析找出導致汽油機ηe

低于柴油機的原因？你能提出哪些解決方法（不限于書上內(nèi)容）？2、由PFI汽油機變?yōu)镚DI汽油機時，大負荷與小負荷的混合氣形成分別采取怎樣的方法？空燃比分別多少（范圍）？為什么？思考討論化油器式和PFI式汽油機的燃燒室設(shè)計為什么相對柴油機簡單