GDI分層燃燒模式

GDI分層燃燒模式缸內(nèi)直噴發(fā)動機的一種燃燒模式01簡介優(yōu)點實現(xiàn)方式目錄0302基本信息缸內(nèi)直噴（GDI）分層燃燒模式是缸內(nèi)直噴發(fā)動機的一種燃燒模式，在部分負荷工況時，GDI發(fā)動機在壓縮行程后期噴油，利用缸內(nèi)氣流場以及燃燒室的形狀，形成靠近火花塞附近濃度較高，遠離火花塞濃度稍低的分層混合氣。這種分層混合氣的空燃比可達20-25，甚至更大。GDI分層混合氣的形成依賴于缸內(nèi)燃燒室形狀、氣流運動與噴油參數(shù)的精確配合，對控制系統(tǒng)要求嚴格。簡介簡介在能源與環(huán)境的雙重壓力下，GDI汽油機應(yīng)運而生，其借鑒柴油機噴油方式，將燃油直接噴入燃燒室，避免燃油在進氣道內(nèi)不能完全蒸發(fā)的問題，從而能夠準確控制每個循環(huán)噴射燃油量。由于燃油直接噴入燃燒室，在變工況尤其是冷啟動工況下，不需噴入過多的燃油，未燃HC量會明顯下降，并且發(fā)動機的瞬態(tài)響應(yīng)性明顯提高。同時，燃油直接噴入燃燒室，燃油在燃燒室內(nèi)的蒸發(fā)能夠降低燃燒室溫度，在增加發(fā)動機進氣效率與壓縮比的同時降低了發(fā)動機爆震的傾向。隨著GDI汽油機的發(fā)展，其逐漸也演變?yōu)閮煞N燃燒方式：GDI均質(zhì)燃燒模式、GDI分層燃燒模式。

實現(xiàn)方式壁面引導(dǎo)方式噴霧引導(dǎo)方式氣流引導(dǎo)方式實現(xiàn)方式壁面引導(dǎo)方式在該種引導(dǎo)方式下，火花塞安裝在燃燒室中央，而噴油器與火花塞相距較遠，燃油油束朝活塞頂部噴射，借助活塞頂部與燃燒室的結(jié)構(gòu)加上缸內(nèi)的氣流的相互作用，可燃混合氣被傳送到火花塞附近。由于此種情況下燃油首先被噴入活塞頂部經(jīng)過氣流運動再到達火花塞，因此在活塞頂部會有油膜的存在，在冷啟動工況下，該部分油膜不能全部蒸發(fā)燃燒，從而會導(dǎo)致未燃HC量有所增加。同時該種方式對發(fā)動機的噴油正時、點火正時以及缸內(nèi)的氣流運動要求較高。氣流引導(dǎo)方式采用該種方式的直噴汽油機與壁面引導(dǎo)型汽油機不同的是，氣流引導(dǎo)式是將燃油油束直接朝火花塞的方向噴射但不直接噴到火花塞，利用缸內(nèi)的氣流運動將混合氣送到火花塞附近，因此該種引導(dǎo)方式對缸內(nèi)氣流運動具有強烈的依賴性。理論上講該種燃油噴射方式不存在活塞頂部的油膜以及燃油著壁現(xiàn)象，可提高汽油機的燃油經(jīng)濟性與減少污染物的生成。要成功運用該種噴油方式需準確控制好燃油噴射與氣流的匹配，因此該種方式的實現(xiàn)具有一定的難度，目前應(yīng)用比較少。噴霧引導(dǎo)方式與前面兩種引導(dǎo)方式不同的是該種燃油噴射方式中，火花塞與噴油器的位置相對較近，在噴油器附近很容易產(chǎn)生較濃混合氣，同時缸內(nèi)易形成分層混合氣。該種方式形成的混合氣受燃燒室與缸內(nèi)氣流運動的影響較小，因而實現(xiàn)相對容易一些，這種噴霧引導(dǎo)方式也被專家認為最具實現(xiàn)分層燃燒模式的潛力。但是由于火花塞與噴油器位置較近，會導(dǎo)致火花塞積碳，降低火花塞的使用壽命。優(yōu)點優(yōu)點缸內(nèi)直噴發(fā)動機在中、小負荷工況時采用分層燃燒模式，燃油濃度梯度呈現(xiàn)梯度分布，即在缸壁附近分布的大部分是空氣，有效地防止了熱量傳遞給缸體水套，提高了燃燒的熱效率。進氣道噴射發(fā)動機在冷起動過程中，缸內(nèi)溫度低，油氣蒸發(fā)不完全，致使實際噴油量遠遠超過了按理論空燃比計算得到的噴油量，而且在冷起動時易出現(xiàn)失火或不完全燃燒現(xiàn)象，使HC排放增加。相反，缸