什么是汽车分层燃烧技术啊??

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  • 很多人都知道,分层燃烧技术和缸内直喷技术一直是相关联的。那是不是说缸内直喷就必须采用分层燃烧呢?还是说分层燃烧必须采用缸内直喷?其实都不是,分层燃烧的真正目的是可以实现较稀混合气的点燃,而设计缸内直喷的主要目的则是为了实现稀薄燃烧,因此二者走到了一起。而发动机的稀薄燃烧技术是为了让混合气更加充分燃烧,达到减低油耗和排放的目的。 那么分层燃烧实际上就成了这一技术的手段,而相辅相成的,要实现分层燃烧,必须基于缸内直喷,对于缸外喷射的发动机,是无法实现分层燃烧的。稀薄燃烧的目的是为了省油,而省油说起来会很简单,少喷油不就行了嘛!但是少到什么程度才合适,才能在保障动力性能不受太大影响的前提下,实现燃烧效率的最优化呢?我们知道燃油和空气的混合比是14.7:1,当混合气体的浓度比超过理论空然比,我们假设达到了25:1,这时油的浓度很低,会很难点燃,光靠提高点火能量还是不够的。 但是我们设想一下,如果此时在火花塞附近的燃油浓度较高,能达到理论空燃比的燃油浓度,那么此时这团较浓的混合气是很容易被点燃的。而如果用这个较浓的混合气去点燃其他的混合气,显然也是很容易的,这就是分层燃烧。如果采用分层燃烧,就可以实现在很低的燃油浓度下,实现发动机的正常运转。而从上面的分析我们可以看出,实现分层燃烧的前提就是气缸内的混合气体不均匀化,只在靠近火花塞的区域内达到或超过理论空燃比值。可能这样说会有点难理解,那么我们打个比方。在一个玻璃杯中装满水,假设杯子是气缸,水就是被吸入的空气,如果这时滴入几滴墨水到水里,我们可以很清楚的看到,墨水还没来得及被水稀释,杯口处的水已经慢慢变色,但杯底部却还是没有受到影响,依然清澈。发动机的分层燃烧,其实就和这很相似。杯中的清水是在进气行程中吸入的新鲜口空气,墨水就是燃油。 如果是采用缸外喷射的发动机,燃油喷射在进气歧管里,我们看看会是怎样的情况。我们知道喷油和进气是同在吸气行程内完成的,在进气门打开活塞向下运动时,缸内会形成一个很大的负压,油气混合物这时被吸进来后会在缸内形成很多涡流,这些涡流会使燃油和空气得到充分的混合,也就是说进入气缸的混合气已经经过了较充分的混合,点燃这种已经充分混合的稀薄混合气就会变得非常困难,因为它们无法实现分层,自然也有无所谓分层燃烧了。继续用上面打的那个比方,就等于我们已经将墨水滴入自来水管中,这样杯子接到的水就已经是被均匀染色的了。所以我们现在知道,只有缸内喷射,才能实现分层燃烧。 显然只有实现分层,才能悠所谓的分层燃烧。在达到这个目的的设计当中,目前主要分为两大阵营,一个是日本三菱的gdi,另一个是大众的fsi。虽然这两家都是达到同样的分层燃烧的目的,但是在手法上有区别。
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  • 1、FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写,意指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃?顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低,汽油与空气之比可达1:25以上。  大众FSI发动机利用一个高压泵,使汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流,使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内,以分层填充的方式推动,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25:1以上,按照常规是无法点燃的,因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气,混合比达到12:1左右,外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后,燃烧迅速波及外层。  FSI特点是:能够降低泵吸损失,在低负荷时确保低油耗,但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。下面分别详细阐述:  FSI发动机按照发动机负荷工况,基本上可以自动选择2种运行模式。在低负荷时为分层稀薄燃烧,在高负荷时则为均质理论空燃比(14.6-14.7)燃烧。在这两种运行模式中,燃料的喷射时间有所不同,真空作动的开关阀进行开启/关闭。在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中,燃油则是在进气冲程中喷射。理论空燃比的均质混合气易于燃烧,不必借助涡流作用,因此,由于进气阻力减少,开关阀打开。而在全负荷以外,进行废气再循环,限制泵吸损失,由于直喷化而使压缩比提高到12.1,即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中,仍能降低燃油耗。进一步说,在FSI发动机中,在低负荷与高负荷之间,作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧,在这种运行模式中,燃油在进气冲程喷射,并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流,开关阀被关闭。这时,阻碍燃烧的废气再循环(EGR)暂不进行。与均质理论空燃比燃烧不同的是,吸入空气量超过燃油的喷射量。  如上所述,根据FSI发动机运转状态,在分层稀薄燃烧到均质理论空燃比燃烧过程中,空燃比连续变化。因此,三效催化转化器不能够净化排放气体中的NOx。这是因为三效催化转化器要利用排气中的HC或CO进行NOx还原反应的缘故。在稀薄燃烧中,在排放气体中残留很多氧气,不能进行NOx还原反应。为了使NOx吸储型催化剂获得高效功能,其温度必须保持在250-500℃范围内。当超过这一温度范围发动机会自动转换到均质理论空燃比燃烧,并通过三效催化转化器进行废气处理。然而这又与燃油经济性下降相关,为此,必须增加废气冷却装置。利用这种冷却装置,排放气体通过NOx吸储型催化转化而被冷却,由于稀薄燃烧的范围宽,催化转化器的寿命也延长。然而,NOx吸储型催化转化器会受到硫侵蚀而中毒,所以必须把汽油中的含硫量尽量降低到最少。但是,如前所述,含硫低的汽油不是到处能供应的。大众汽车公司采取的措施是,把催化剂反应温度提高到650°以上,从而把附着在催化剂上的硫通过燃烧而加以消除。  在高速行驶时,能够保持这样高的催化剂温度,但是,在城市内行驶时则催化剂温度下降,就不能烧除附着在催化剂的硫。为此,通过NOx传感器监视硫附着在催化剂上的程度,根据监测情况提高排放气体的温度。作为其措施,一般采用点火正时延迟,尽管这样做会引起燃油经济性恶化,但是为了净化处理NOx,这是不得已而为之。
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