汽油机缸内直喷技术和发展现状

讨论了缸内直喷发动机的优缺点和当前对该种发动机提出的要求，认为缸内直喷技术的关键是掌握和控制好混合气浓度在空间的分布和随时间的变化。其控制是在一定的喷油、点火控制策略下靠燃油喷射系统与缸内流场的合理匹配实现的。阐述了缸内直喷对上述两个方面提出的要求，并讨论了发动机排放及其解决方法。     

新型汽油机缸内直喷燃烧系统的研究

所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统基于射流燃烧系统，由燃烧系统、燃油供给系统和相应的电控系统3部分组成。根据喷油器不同布置方案，设计了2种燃烧室。所开发的汽油机缸内直喷燃烧系统的高压供油系统能基本满足系统喷油要求，研制的电控系统基于PC机，可在线调整控制参数和采集数据。通过一台改装的单缸试验机，研究了喷油正时对发动机运转性能的影响。     

汽油机缸内直喷技术开创发动机新时代

奥迪轿车装备的发动机采用缸内直喷技术,这种缸内直喷发动机被称为汽油直喷式发动机（FSI）,直喷式发动机的动力性和燃油经济性均得到了较大提升。     

汽油机缸内直喷技术（GDI）

一、问：为什么要发展汽油机缸内直喷技术（简称GDI），当前国外开发情况如何？答：随着人们对节能和环保要求的日益严格。作为缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术。在动力性、燃油经济性、排放性能等方面都有出色的表现和潜力。汽油缸内直喷技术作为第三种燃烧方式。得到了广泛重视和发展。已经成为汽车工业发展的重要方向。     

缸内直喷技术在小型汽油机上的应用研究

在1台单缸发动机上进行了汽油缸内直喷研究,设计了燃油供应系统、燃油电控喷射及台架测试系统。对部分台架试验结果进行研究分析,结果表明:改装的小型缸内直喷汽油机动力性能和排放性能均有明显改善;喷射时刻对排放有重要影响;在缸内直喷分层难以实现时,缸内直喷均质混合方式也是可行的研究开发方向。     

缸内直喷式汽油机的开发

最近日本采用新型燃烧技术开发了缸内直喷式汽油机。这种新技术包括产生气体滚动的直立进气道、实现最佳喷雾扩散和雾化的电磁涡流喷射器、维持充量分层的紧凑活塞凹坑，还有其它能够理想控制发动机的高新技术。这种新型ＧＤＩ（缸内直接喷射汽油）发动机采用超稀薄分层燃烧方法，在部分负荷时实现了较高热效率，要满负荷时通过均匀燃烧实现了发动机的高性能。     

缸内直喷汽油机多孔喷油器喷雾特性试验研究

为了研究缸内直喷汽油机多孔喷油器的喷雾特性,建立了定容喷雾试验装置,对不同环境压力和不同喷油压力条件下的自由喷雾和碰壁喷雾过程进行了拍摄,分析了壁面距离和壁面倾角对喷雾特性的影响。研究发现:多孔喷油器与传统的旋流式喷油器的喷雾特性存在较大差异。多孔喷油器的喷雾锥角受环境压力影响较小;随着环境背压的增大,贯穿距离和喷雾锥角呈现先增大后减小的特点;喷雾锥角随着喷射压力的提高略有增加。在碰壁喷雾发展过程中,不同环境压力下喷雾油束与壁面接触面积接近;随着壁面距离的增加,碰壁喷雾高度递减,碰壁后的喷雾高度存在波动;随着壁面倾角的增大,碰壁喷雾高度和增大。在壁面倾角的增大过程中,影响碰壁喷雾半径的因素较多,呈现出较复杂的变化规律。以上研究为多孔喷油器的设计及其与燃烧室的匹配提供了理论依据。     

缸内直喷增压汽油机热负荷分析及优化设计

研究了CA4GC气门口喷射(PFI)汽油机缸盖和机体的热负荷,并在此基础上对以CA4GC为基础开发的某缸内直喷(GDI)涡轮增压汽油机热负荷进行了仿真计算.结果表明,与原PFI汽油机相比,该GDI涡轮增压汽油机热负荷明显增大,且有些部位最高温度超过许用限值.通过仿真优化,确定了在两缸之间采用双水孔冷却方案.结果表明.该方案可以较好地降低该GDI涡轮增压汽油机缸套间的温度.从而解决其热负荷问题.     

均质缸内直喷汽油机混合气形成过程的数值分析

针对某缸内直喷汽油机进行了喷油器喷嘴内部流场的多相流仿真分析,并将其结果作为初始条件输入到喷射模型中.将校定后喷射模型集成到缸内混合气动态分析模型,进而对发动机的缸内燃油与空气混合过程进行了欧拉--拉格朗日仿真分析.通过比较两款不同喷束的喷油器发现:缸内混合气的均匀度对于喷束布置较为敏感,比较宽广的喷束布置方案易于得到更加均匀的混合气.     

一款1.5L缸内直喷汽油机的燃烧系统设计

基于进气道三维流场测试装置、定容弹喷雾试验台和光学单缸机测试系统组成的缸内直喷汽油机燃烧系统可视化开发平台,开发设计了满足设计要求的高性能进气道,并匹配了缸盖燃烧室和活塞,有助于缸内混合气的形成,提高燃烧速率;综合考虑排放与机油稀释量的基础上,优化设计了喷雾靶点。对所设计的燃烧系统进行了光学单缸机试验和热力学多缸机试验验证。结果表明,进气道和燃烧室组织引导的气流在缸内形成高滚流,对喷雾油束有强烈的弯卷作用,极大促进了均质混合气的形成,并减小喷雾碰壁的风险;喷雾靶点的合理设计有效避免喷雾油束与壁面的碰撞,减少了机油稀释率和起燃工况HC排放;所设计的燃烧系统搭载1.5TGDI发动机实现了80kW/L、最大扭矩250N·m、排放较低的性能指标。     

汽油机缸内直喷稀薄燃烧技术(GDI)

在对GDI燃油喷射系统和燃烧系统等关键技术的介绍基础上,通过对GDI缸内流场的结构、在不同负荷下混合气分区域控制模式分析,阐明缸内直喷汽油机的工作过程、燃油经济性及排放特点。     

电控汽油机喷油脉宽与燃油消耗质量关系试验研究

针对目前电喷汽油机油耗测量带来的新问题,根据喷油器喷油量控制原理,研究利用测量喷油脉宽来测量燃油消耗质量的方法;开发了喷油器喷油脉宽测量仪,通过试验分析了发动机在不同负荷、不同转速时喷油脉宽与燃油消耗质量之间的关系,为随车油耗快速检测设备的开发提供了基础。     

进气门关闭状态下喷油时刻对汽油机性能的影响

为了改善进气道喷射式发动机性能,采用台架试验和数值计算的方法对喷油时刻与进气道喷射式汽油机性能之间的关系进行了研究。研究结果表明：在进气门关闭状态下进行燃油喷射,发动机运行工况不同,喷油时刻对发动机性能的影响规律不同,小节气门开度时推迟喷油时刻会导致 HC 排放升高和发动机动力性下降,大节气门开度时喷油时刻的改变对发动机性能的影响可以忽略。通过数值计算分析发现该变化规律与附壁油膜挥发速率有直接关系,在小节气门开度条件下,附壁油膜无法完全挥发,会增加燃油以液态形式进入气缸的量,从而使发动机性能下降,而处于大节气门条件下,较高的机体温度使得附壁油膜挥发速率加快,降低液态燃油的量,从而改善发动机性能。因此,进气道喷射发动机可以在小节气门开度时采用两次燃油喷射方式提升发动机性能,而在大节气门开度下则无需考虑喷油时刻的影响。     

直喷汽油机催化器快速起燃的试验研究

针对EA888直喷汽油机建立了试验台架及试验测控系统,通过试验研究了过量空气系数和两次喷射比例对催化器起燃特性的影响规律。试验结果表明,采用微稀的混合气有利于催化器的快速起燃,采用两次喷射有助于推迟点火,提高排气温度,缩短催化器起燃时间。     

利用真空表诊断汽油喷射式发动机故障

进气管的真空度与气缸的密封性能，排气系统的堵塞，空燃比Ａ／Ｆ，点火性能，配气正时具有直接的关系，因此利用直空表检测和分析汽油喷射式发动机故障是行之有效的。结合具体实例说细地论述了利用真空表论断故障的机体方法。     

汽油机与共轨式柴油机电控燃油喷射系统对比分析

介绍电控汽油喷射系统喷油量和点火正时的控制,以及共轨式柴油机电控燃油喷射系统喷油量、喷油时刻、喷油压力和喷油规律的控制。着重分析这两个系统在控制功能上的不同点。     

电控燃油喷射汽油机冷起动过程的排放研究

选取中国和日本的4种采用电控燃油喷射的汽油机轿车进行了冷起动过程HC和CO排放参数测试。试验结果表明,空燃比的有效控制仍是优化冷起动过程的重点和难点。提出控制冷起动过程排放的关键时段在起动后的30s,在此期间应设法对空燃比实施有效控制以及优化冷起动过程。     

提高电喷汽油机燃油消耗率测量精度的研究

分析了电喷汽油机燃油消耗率测量的影响因素,介绍了一种通过改进测量装置来提高电喷汽油机燃油消耗率测量精度的方法。运行结果表明,对该油耗仪的改进使测量精度有了很大提高,且重复性能好。