1、School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University現(xiàn)代轎車技術(shù) 汽油機(jī)稀薄熄滅與缸內(nèi)直噴技術(shù)上海交通大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研討所School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University稀薄熄滅的背景 目前世界各國(guó)均面臨著溫室效應(yīng)引發(fā)的全球氣候變暖，以及石油資源漸趨枯竭的雙重壓力。 將過(guò)量空氣系數(shù)從1左右提高到且遠(yuǎn)超越1.1的程度，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗并改善CO2排放，這就是稀薄熄滅。過(guò)稀的混合氣會(huì)給熄滅帶來(lái)費(fèi)事。主要的問(wèn)題有點(diǎn)燃困難、熄滅不穩(wěn)定、催化轉(zhuǎn)化器的NOx轉(zhuǎn)化

2、效率下降等問(wèn)題。School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University 稀薄熄滅只是在部分負(fù)荷工況范圍實(shí)行稀薄熄滅，啟動(dòng)、怠速、加速和全負(fù)荷都不能實(shí)行稀薄熄滅。 幾種典型的稀薄熄滅系統(tǒng)：均質(zhì)稀混合氣熄滅：這種熄滅方式主要是經(jīng)過(guò)提高緊縮比、改良點(diǎn)火系統(tǒng)以及加強(qiáng)混合氣的紊流等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。有代表性的幾種均質(zhì)稀混合氣熄滅系統(tǒng)有梅型火球熄滅室、射流熄滅室等。School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversityMAN熄滅系統(tǒng) 射流熄滅室 School of Mecha

3、nical Engineering, Shanghai Jiaotong University分層稀混合氣熄滅 這種熄滅方式主要是經(jīng)過(guò)控制混合氣的濃度分布來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其在火花塞附近混合氣比較濃，空燃比約 為1213，保證可靠的點(diǎn)火，在其他大部分區(qū)域混合氣較稀，空燃比在20以上。分層充氣熄滅系統(tǒng)主要有三種： 直噴式分層熄滅系統(tǒng)，如Texaco公司的TCCS、Ford公司的PROCO及日本Satoshi Kato等人提出的OSKA分隔式熄滅室分層熄滅系統(tǒng)，如本田公司的CVCC軸向分層熄滅系統(tǒng)，如美國(guó)M. R. Showalter首先提出充量軸向分層的概念，隨后A. A. Quader等人對(duì)軸向分層充

4、氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)展了進(jìn)一步的研討。三菱公司那么推出了基于這一概念的4氣門滾流分層發(fā)動(dòng)機(jī)。天津大學(xué)提出的在5氣門發(fā)動(dòng)機(jī)上采用進(jìn)氣道二次放射亦很好地實(shí)現(xiàn)了該方式的稀燃，并獲得了較好的效果。 School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversityTCCS熄滅系統(tǒng) 本田CVCC熄滅系統(tǒng) School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University混合熄滅 混合熄滅方式是將發(fā)動(dòng)機(jī)分為高負(fù)荷和低負(fù)荷區(qū)，在低負(fù)荷區(qū)運(yùn)用分層熄滅，在高負(fù)荷區(qū)依然利用常規(guī)熄滅。2019年三菱公司研制勝利

5、的GDI發(fā)動(dòng)機(jī)初次實(shí)現(xiàn)了混合熄滅。三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷區(qū)的空燃比到達(dá)3040，高負(fù)荷區(qū)的空燃比為1314。三菱的GDI熄滅系統(tǒng) 豐田的GDI熄滅系統(tǒng) School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversityGDI熄滅系統(tǒng)通常可按主宰混合氣生成的機(jī)理分成三類油束控制 錐型油束直接將燃油送往火花塞，在油束控制的熄滅系統(tǒng)中，噴油器安頓在氣缸中央，火花塞必需布置在噴油器附近，油束的空氣利用率依托油束的穿透深度保證。油束和火花塞相距太近，可供混合氣生成利用的時(shí)間太短，液態(tài)燃料會(huì)潤(rùn)濕火花塞，縮短火花塞壽命。該系統(tǒng)未能投入批量消費(fèi)。

6、School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversitySchool of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University壁面控制熄滅系統(tǒng) 在壁面控制的熄滅系統(tǒng)中，噴油器和火花塞相隔較遠(yuǎn)，噴油器將油束噴到活塞凹坑中，然后油氣流將燃油送往火花塞。為了防止溫度過(guò)高，噴油器不應(yīng)布置在排氣側(cè)而應(yīng)在進(jìn)氣側(cè)，活塞凹坑的開(kāi)口也指向進(jìn)氣側(cè)。School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University滾流與渦流Tumble

7、and SwirlTumbleSwirlSchool of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University氣流控制熄滅系統(tǒng) 在氣流控制的熄滅系統(tǒng)中，利用輪廓清楚的缸內(nèi)氣流與油束相互作用，在發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分工況范圍內(nèi)都能實(shí)行恰當(dāng)?shù)某淞糠謱印?School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversityGDI產(chǎn)品目的School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversitySchool of Mechanical

8、Engineering, Shanghai Jiaotong UniversityGDI的兩種任務(wù)方式School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversityGDI空氣流動(dòng)School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong UniversityGDI中油束的分散School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University燃料經(jīng)濟(jì)性的改善School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University添加充氣效率Schoo