汽油机稀薄燃烧技术发展分析

汽油机的燃油经济性比柴油机差,所以降低汽油机的能耗则显得更为迫切.稀薄燃烧是提高汽油机燃油经济性的重要手段.近些年来,对以分层稀薄燃烧缸内直喷汽油机和均质压燃汽油机为代表的新型稀薄燃烧模式的研究,极大地提高了汽油机的燃油经济性.本文论述了稀薄燃烧的实现方式及其优缺点,并重点介绍了稀薄燃烧的三种形式:气道喷射稀燃系统(PFI)、直接喷射稀燃系统(GDI)和均质混合气压燃系统(HCCI),且相互比较.文章最后简要论述稀薄燃烧的发展趋势及我国在这方面的研究状况.     

福特EcoBoost缸内直喷发动机燃油喷射系统

随着排放法规的日趋严格及人们对汽车燃油经济性要求的提高,改变传统汽油机的燃烧方式以获得更高的燃油经济性和更低的排放水平已成为当今内燃机领域重大的研究课题之一。因此,一种新型的汽油机燃油燃烧方式应运而生,即发动机稀薄燃烧技术,而实现稀薄燃烧的理想方式是分层燃烧,这对汽油机缸内直喷技术     

车用汽油机实现稀燃的关键技术措施

汽车工业是国民经济的支柱产业.近年来,随着国民经济的快速发展,汽车工业发展速度持续增长.随着汽车保有量的增加,使得汽车的节能降污显得越来越重要.由于汽油机具有结构轻巧、比功率大、动态响应好、噪声振动小等特点被广泛用于轻型车、轿车,但是由于汽油机在燃油消耗率方面不及柴油机,因此,改善汽油机的燃油消耗水平一直受到重视.汽油机采用稀薄燃烧技术不仅可提高其燃油经济性,而且可改善汽油机对大气的污染.     

双火花塞点火汽油机轻度分层混合气生成过程的数值模拟

在JS183FMQ大排量全地形摩托车用汽油机结构的基础上,进行双火花塞点火(DSI)燃烧系统的改造,对该DSI汽油机闭阀喷射模式和开阀喷射模式下燃油喷射及混合气形成过程进行了数值模拟。结果表明,闭阀喷射模式可以确保缸内均质混合气的充分生成;而开阀喷射模式能形成不同程度的混合气分层状态。对开阀喷射模式的进一步研究表明,调整喷油正时使先期燃油组分于气阀开启阶段直接喷入缸内,而部分后期喷射燃油组分存留于气道与空气充分混合生成均质混合气,可形成较为理想的缸内混合气轻度分层状态;结合涡流运动的强化和DSI的采用,这种组合喷射模式具有实现缸内轻度分层稀薄燃烧的可行性。     

用于增压直接喷射汽油机的喷束引导燃烧过程

未来,燃烧在汽油机降低燃油耗方面将起到关键作用。英国Ricardo公司应用新型喷束引导燃烧过程的汽油直接喷射方法能使涡轮增压汽油机以非常有利的燃油耗值,在部分运行范围内以典型的柴油机燃油耗值运行。应用这种技术,汽油机能几乎完全无节流地运行,并能在绝大部分的特性曲线场内利用稀薄燃烧的优势。这种燃烧方法燃用汽油运行,也能燃用诸如E85或M40等燃油正常工作。     

轿车汽油机实现稀燃及降低NOx排放的关键技术

从燃烧室结构、燃烧室内气流运动、点火方式、分层燃烧及燃油喷射方式等几方面论述了当代轿车，气油机实现稀薄燃烧所采用的几项关键技术，介绍了目前降低稀燃汽油机氮氧化物NOx排放所采用的催化技术(NOx直接催化分解技术、选择还原催化技术和吸附还原催化技术)和废气再循环EGR技术，指出了这些技术的综合应用。可以有效地实现汽油机稀薄燃烧，可以大幅地降低稀燃汽油机氮氧化物NOx排放，为轿车汽油机实现稀燃，提高轿车汽油机的经济性和改善其氮氧化物NOx排放提供具体的技术措施。     

凸轮轴调节装置对汽油机节能和环保的贡献(上)

汽油机燃油经济性不及柴油机的原因之一是,汽油机在部分负荷工况下通过节气门调节负荷,使得进气管内的压力降低,增加了发动机的泵气损失,而柴油机没有节气;原因之二是,汽油机的过量空气系数比柴油机小,使得热效率降低。因此,除了提高发动机负荷率以外,近年来国外汽车发动机行业还花费了大量的人力物力研究和开发汽油机减少泵气损失的技术和稀薄燃烧技术。笔者将以减少汽油机泵气损失为中     

轿车发动机节能新方法—汽油机稀薄燃烧和发动机柴油化

介绍了轿车用发动机节能的新方法－汽油机稀薄燃烧和发动机柴油化，详细地叙述了汽油机实现稀薄燃烧的关键技术和轿车用发动机柴油化的技术特点，指出汽油机稀薄燃烧及发动机柴油化是轿车发动机节能的最佳措施和手段。     

用复合稀释燃烧改善直喷汽油机中小负荷油耗

为了降低直喷汽油机的泵气损失、提升热效率,提出了将稀薄燃烧与废气稀释相结合的复合稀释燃烧(LDC)的路线。在一台缸内直喷汽油机上进行了中小负荷下的试验,以研究影响复合稀释燃烧的因素,测量了发动机燃油经济性、燃烧特性及排放特性。结果表明:在200~600 kPa的平均有效压力下,复合稀释燃烧带来了4%~6%的油耗改善,同时,发动机的NOx排放不会急剧升高。对燃料能量分配的分析表明:稀释燃烧降低了发动机传热损失和泵气能量损失。因而,验证了复合稀释燃烧的可行性。     

直喷汽油机EGR与稀薄燃烧的协同作用

鉴于废气再循环和稀薄燃烧对降低排放、改善燃油经济性所具有的优势,提出了将两者相结合协同控制的技术路线。在一台缸内直喷汽油机上,研究了部分负荷下废气再循环单独作用和与稀薄燃烧协同作用时对发动机燃烧特性、燃油经济性和排放特性的影响。结果表明:在转速为2 000r/min、平均有效压力为300k Pa下,废气再循环与稀薄燃烧协同作用可带来8%以上的油耗改善和较低水平的NOx,HC和CO排放,验证了废气再循环与稀薄燃烧协同控制的有效性。     

i—VTECL超稀薄燃烧汽油发动机

本田公司新开发的超稀薄燃烧i-VTECI型直喷汽车发动机介绍如下：直喷汽油机的难点是在实现排气净化的同时实现高输出功率。使汽车同时具有优越的环保性和行驶动力性。过去的稀薄燃烧汽油机是燃料从气缸的斜上方喷入缸内，i—VTECI型发动机是在原本田i-VTEC（电子控制可变气门正时）系统，采用新开发的燃料中央喷射方式，把燃料喷射器放在气缸中心位置，     

TJ376Q二气门汽油机准均质稀混合气燃烧实验研究

本文对夏利TJ376Q汽油机进气系统进行了改造，大大提高了涡流和滚流比，强化空气运动的结果有利于组织燃料在缸内的浓度分布，从而为在二气门汽油机上实现稀燃烧打下基础；原发动机油器式供油系统被改为电控气道内燃油喷射系统。在此基础上，采用了两次燃油喷射技术。通过对这两次喷油时刻、喷油量的分别调节，在缸内形成精细分层的混合气即所谓准均质混合气，从而优化了油耗和排放指标，成功地在产品二气门汽油机上实现了稀薄燃烧。     

浅析稀薄燃烧与汽油机的排放

简要介绍了稀薄燃烧技术对汽油机排放量的影响，着重从空燃比、过量空气系数两参数方面分析了稀薄燃烧与汽油机各主要排放量的关系。     

DISI甲醇发动机分层稀薄燃烧试验研究

研究了直喷火花塞点燃式（DISI）甲醇发动机1600 r／min和1200 r／min转速下整个负荷工况内分层稀薄燃烧对性能、燃烧及排放的影响。结果表明：DISI甲醇发动机在整个负荷工况内的一系列特征与柴油机和汽油机有很大不同,缸内混合气分层质量及燃油缸内空间分布对不同转速下的燃烧特性有显著影响;1200 r／min时热效率大、运转稳定,燃烧前期缸压和放热率优于1600 r／min时;大负荷时DISI甲醇发动机分层稀薄燃烧的经济性和排放性都比较好,但小负荷时的经济性和排放性较差,有待改善。     

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。     

汽油机的发展动向

文章叙述了汽油机的发展历史,然后详细论述了稀薄燃烧、废气再循环、发动机电子控制系统、废气涡轮增压、代用燃料和改质燃料等项技术的发展和应用。     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。     

摩托车稀薄燃烧高能点火系统的关键技术和性能

在国际著名投资公司IDG的资金支持下,稀薄燃烧摩托车技术(北京)有限公司依靠自身的技术力量,自主研发出又一摩托车高科技产品——稀薄燃烧高能数字点火系统。稀薄燃烧高能数字点火系统有2方面的含义：一是高能点火,二是数字点火。高能点火,顾名思义就是发动机点火的能量更高,其主要优点：1)点火能量提高,有利于改善摩托车的起动性和怠速稳定性,特别是改善了摩托车的低温冷起动性能,可在-20℃环境下“一触即发”。这对于寒冷地区使用的摩托车来说,具有非常重要的意义。2)点火能量提高,有利于可燃混合气体充分燃烧,从而提高了发动机的动力,节省了燃油,降低了排放。3)点火能量提高,发动机能适应较为稀薄的油气混合状态,这对于高     

Super SI燃烧方式试验研究

研究了Super Spark Ignition(Super SI)燃烧方式,即稀薄混合气在近自燃温度状态下点燃燃烧,分析了这种燃烧方式的可行性和燃烧特性.研究结果表明,混合气稀薄时提高发动机的进气温度可显著降低平均指示压力(pmi)的循环波动,缩短燃烧持续期,拓展点燃燃烧的稀薄极限;Super SI燃烧方式具有热效率高...     

稀薄燃烧电控LPG发动机的试验研究

通过试验分析了发动机转速、负荷、压缩比、点火提前角以及火花塞间隙对稀薄燃烧的影响,优化了稀薄技术条件下压缩比、点火提前角等参数。试验表明,稀燃技术使电控LPG发动机经济性、排放性和动力性优于原LPG发动机,排放性和经济性远好于汽油机,动力性接近汽油机。