汽车发动机原理8章3(王建昕)

主要内容：汽油机的燃烧过程及其特点汽油机的不正常燃烧汽油机的混合气形成汽油机燃烧室及其特性汽油机电子控制系统与控制技术稀薄燃烧与缸内直喷式汽油机第8章汽油机的混合气形成及燃烧过程8.6稀薄燃烧与缸内直喷汽油机缸内直喷（GDI）

进气道多点喷射（PFI）

传统汽油机的弱点：由于采用量调节，存在较大的泵气损失，使热效率降低；由于爆震而不能采用高压缩比，使热效率降低；浓混合气的比热容比较低，使热效率降低。汽油机发展三阶段8.6稀薄燃烧与缸内直喷汽油机8.6.1稀薄燃烧（LeanBurn）的基本概念化油器Φa=0.8～1.2PFI（排放为目标）Φa=1.00.8～1.2非直喷稀燃Φa=0.8～1.7稀燃GDIΦa=0.8～4.0稀燃定义：

Φa＞1.0的燃烧8.6.2非直喷稀燃汽油机1、均质稀燃通过提高湍流强度、采用高能点火、优化燃烧室设计方法，PFI（化油器）汽油机可以稀燃，使油耗降低；稀燃程度有限，在φa≤1.4稳定工作；但随混合气变稀，点火困难，循环波动增大，火焰传播速度降低，油耗反而上升。2、分层稀燃利用进气与喷油的控制，形成3类：分隔式燃烧室本田公司的CVCC，主要为了降低排放轴向分层空燃比达到22，最大节油率12%8.6.2非直喷稀燃汽油机径向（纵向）分层三菱公司MVV系统空燃比达23～25，最大节油率13%8.6.2非直喷稀燃汽油机综上可知，PFI汽油机的稀燃程度有限，A/F≤25，因而节油效果也有限。1996年:三菱公司推出世界上第一款商品GDI发动机，稀燃界限超过A/F=40，节油20%～30%。同年丰田公司、次年日产公司，也推出了商品化GDI发动机。

由此，经过几十年的开发，GDI汽油机开始了商品化的里程。8.6.3缸内直喷稀燃GDI实现高度稀燃的关键技术是：总体φa＞1，火花塞周围φa≤1的浓混合气，以保证稳定着火

，因而称为分层稀燃GDI。分层混合气的形成方式：喷雾引导、壁面引导、气流引导。

8.6.3缸内直喷稀燃典型稀燃GDI燃烧系统三菱GDI：滚流、高压伞噴油嘴、曲面活塞凹坑混合气形成控制方式：气流与燃室壁面复合引导8.6.3缸内直喷稀燃混合气控制策略8.6.3缸内直喷稀燃早喷均质模式晚喷分层模式GDI发动机热效率高的原因1、近似空气循环，K值大（由1.3变为1.4），ηi增大；2、基本取消了进气节流，泵气损失降低15%；3、燃油汽化使压缩终点温度降低，爆燃可能性减小，压缩比可提高（由10→12），be可改善5%；4、燃烧放热速率提高，be可改善2-3%，怠速改善10%；5、中小负荷时燃烧室周边基本是空气，散热损失小。

8.6.3缸内直喷稀燃分层稀燃GDI难以满足更加严格的排放法规，并且随排放法规加严，节油效果减小；

2005年以后，均质当量比GDI逐渐成为主流（即稀燃GDI大负荷控制策略），节油效果5～10%；

主要原因：喷雾吸热使温度降低，使φc提高2～3%，ε提高1～2单位。8.6.4均质当量比GDI8.6.5稀燃与GDI总结节能与排放控制的双重要求，导致了汽油机技术的螺旋式进步。第8章作业（2）1.根据第7章、8章所学内容，试分析找出导致汽油机ηe

低于柴油机的原因？你能提出哪些解决方法（不限于书上内容）？2、由PFI汽油机变为GDI汽油机时，大负荷与小负荷的混合气形成分别采取怎样的方法？空燃比分别多少（范围）？为什么？思考讨论化油器式和PFI式汽油机的燃烧室设计为什么相对柴油机简单