欧洲稀燃缸内直接喷射汽油机车型的评估

稀燃汽油缸内直接喷射燃烧是一种很有前途的燃烧技术,可在满足未来排放要求的情况下显著提高燃油效率。虽然在美国市场上部分车型已实现化学计量比汽油缸内直接喷射技术的商业化运作,却还没有稀燃汽油直接喷射车型出现,而这种车型已在欧洲市场上市。美国橡树岭国家试验室获得了1台配装2.0 L稀燃汽油直接喷射汽油机的欧洲产BMW 1系轿车,利用底盘测功器对其进行测量,分别在美国行驶循环(联邦测试循环)、公路燃油经济性测试循环和US06联邦增补测试循环,以及稳态脉谱下检测了发动机和排气后处理系统的性能和排放。在研究过程中,同时对车辆使用轻度混合动力技术(发动机起动-停车系统和交流电机智能控制)时的性能进行了评估。对试验数据作了分析,并根据美国市场对燃油经济性和排放所提出的要求,量化了稀燃汽油直接喷射与轻度混合动力技术的优缺点。这些数据经过整理后将用于开发和运用常规或先进的动力总成车辆的仿真。     

一种减少二氧化碳和氮氧化物排放的有效解决方案

燃油耗低和低速扭矩大的涡轮增压柴油机动力总成在欧洲轻型载货车市场占有较大份额。预计,全球二氧化碳(CO_2)排放法规和用户对燃油价格的期望,会进一步迫使发动机提高燃油效率。但是,法规对氮氧化物(NO_x)和颗粒排放的限制可能会进一步增加柴油机动力总成的成本。对价格敏感度最高的1 400 kg以下紧凑型车型需要寻求一种替代方案,以面对CO_2排放限值的挑战,并保持对用户的吸引力。对小型化和降低转速的汽油机理念进行了研究,与此同时,通过提高平均有效压力来满足性能要求,以保持车辆良好的操控性能和起动性能。解决这一问题的关键措施是采用汽油直接喷射燃油系统。因为缸内汽油直接喷射和对进气进行分开控制,可以在不增加碳氢排放的情况下增强扫气效果。缸内汽油直接喷射还具有冷却充量的好处,有利于避免增压发动机的爆燃现象。研究了汽油直接喷射的几种可选方案,包括多孔式和单孔轴针式喷油嘴,以及侧向布置与中央布置的对比。对排量减小至1.2 L的涡轮增压3缸机和4缸机的基本结构进行了研究。减少气缸数有利于改善碳氢排放、热损失和扫气效率。从安装和成本方面考虑,减少气缸数也有一定好处,其次要考虑的是排气后处理系统。理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射汽油机可以采用传统的三效催化转化器,故成本最低。分层燃烧直接喷射汽油机预计需要附加稀燃NO_x捕集器,而满足欧6标准的柴油机则需要附加柴油颗粒过滤器(DPF),并可能要采用NO_x后处理系统。虽然,目前对满足欧6 NO_x排放标准的后处理系统尚不了解,但增加的DPF、带稀燃NO_x捕集器的DPF,或带尿素选择性催化还原的DPF系统,都会使发动机在成本和安装方面面临挑战。对3缸涡轮增压直接喷射汽油机和其他发动机在降低CO_2排放与系统成本之间的价值权衡进行对比分析,并给出了结论。分层燃烧涡轮增压直接喷射汽油机与进气道燃油喷射4缸基本型汽油机相比,其CO_2排放量减少22%以上。采用可变气门驱动装置和传统三效催化转化器的理论当量比燃烧直接喷射汽油机的CO_2排放有可能减少18%。在欧6排放水平下,理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射3缸汽油机动力总成具有理想的使用价值。在无稀燃后处理系统的情况下,如果3缸涡轮增压柴油机能满足NO_x排放标准的要求,则其价值能与汽油机的相当。因发动机本身NO_x排放较高而需要采用稀燃后处理系统的动力总成劣势明显。基于紧凑型汽车对价格的敏感性,根据价值分析预测,3缸涡轮增压直接喷射汽油机符合动力总成的选择要求。     

二代直喷

大众TFSI(涡轮增压缸内直喷)发动机已经被我们所熟知。如今,宝马抢先推出了双涡轮增压的第二代缸内直喷发动机。它应用了高精度燃油喷射系统,具备了前所未有的动力和扭矩。直喷技术有助于稀薄燃烧(让汽油在很稀的混合状态下燃烧)。为了实现更加完美的稀燃,第二代     

大众汽车

TSI发动机燃油缸内直喷技术这是将柴油发动机缸内直接喷射技术移植到汽油发动机领域的一项革命性的创新技术。通俗地说就是将汽油和空气分别单独注入燃烧室,令空燃比的控制更加精确,燃油的雾化效果好,油气混合充分,从而使得燃烧更彻底,提高燃烧效率、降低尾气中有害气体的含量。喷油嘴安装在燃烧室的上方,将燃料直接喷入燃烧室。喷嘴工作控制精度为0.01ms,啧油压力最高达100 bar,采用进气歧管喷射方式的传统电喷发动机的     

汽油发动机缸内直接喷射技术

近年来,由于能源枯竭和环境污染情况日益严重,汽车用发动机面临着越来越严峻的考验。目前为绝大多数汽车所采用的多点燃油喷射汽油发动机已显出明显不足,主要由于混合气在进气门处形成,汽油雾化不完全、混合气质量欠佳,所以燃烧不充分冷启动排放和燃油经济性较差。汽油缸内直接     

迷你猎豹MINI10

这款猎豹MINIO车型具有多功能车的各种特性,具有强劲的动力,能在任何路况下自由地行驶。为了保护环境和充分利用资源,该车型采用三菱独自研制的环保型GDI发动机,实现了高性能、低燃耗和低排放。三菱新开发的四缸纵置1800CC汽油直喷发动机-GDI(Gasoline Direct Injection)。该发动机与汽油与空气混合在一起吸入发动机缸内型发动机不同,它是在大量吸入空气的气缸内直接喷射汽油。它采用了高精度电子控制系统,能控制燃油     

汽车不可思议(连载七)

<正>29燃油缸内直喷优势何在?传统的发动机采用的是将燃油喷入进气道中,和空气在进气道中混合后,以可燃混合气的形式被吸入燃烧室。而燃油缸内直喷技术则是将汽油直接喷射入燃烧室,通过均匀燃烧和分层燃烧,使燃烧更完     

基于2阶段喷射的缸内直喷汽油机HCCI燃烧的研究

在缸内直喷汽油机（GDI）上采用2阶段燃油喷射技术来控制缸内混合气形成和燃烧，在GDI发动机上实现了均质混合气压燃（HCCI）燃烧方式，研究了缸内2阶段汽油喷射对HCCI燃烧特性的影响。结果表明，压缩行程中的第2次喷油时间可以有效地控制燃烧始点，二次喷油持续期可以控制燃烧速率、燃烧相位和拓宽发动机负荷。     

奥迪FSI发动机与TDI发动机尾气净化对比分析

正FSI是英文"Fuel Stratified Injection"的缩写,意指燃油分层喷射,是直喷式汽油发动机领域的一项创新性技术。FSI发动机就是"缸内直喷发动机",采用的是燃油分层燃烧技术。FSI发动机在中低速时采用分层注油模式,此时的节气门为半开状态,当压缩行程接近尾声的时候,少量燃油直接喷射到气缸中,空燃比可达30左右,属于稀薄燃烧。FSI发动机的优点是:燃油消耗量低,HC和     

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.     

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。     

甲醇-汽油复合喷射发动机燃烧排放性能研究

为了研究不同比例甲醇和汽油混合燃料对发动机燃烧排放性能的影响,对1台1.4 L缸内直喷发动机加装了进气道喷射系统,改造为甲醇进气道喷射(MPI)+汽油缸内直喷(GDI)发动机,运用CFD技术建立该发动机模型,对不同甲醇热值替代比下的缸内混合气形成、燃烧和排放特性进行了研究。研究结果表明:在混合气形成方面,随着甲醇替代比的提高,缸内温度逐渐下降(但在点火时刻缸内温度下降趋势减缓),未蒸发燃料质量迅速增加。在缸内燃烧方面,提高甲醇替代比能够有效地加速缸内燃烧过程,提高缸内峰值缸压和峰值放热率,缩短滞燃期和燃烧持续期,使燃烧重心提前,但较高甲醇替代比下加速燃烧过程趋势减缓。在排放物生成方面,随着甲醇替代比的提高,NO_x排放逐渐增加,CO总排放量降低,但峰值CO量却呈现先增后减趋势,THC排放逐渐增加,其中大部分为未燃甲醇。     

一种减少二氧化碳和氮氧化物的有效解决方案

燃油耗低和低速扭矩大的涡轮增压柴油机动力总成在欧洲轻型载货车市场占有较大份额。预计,全球二氧化碳（CO2）排放法规和用户对燃油价格的期望,会进一步迫使发动机提高燃油效率。但是,法规对氮氧化物（NOx）和颗粒排放的限制可能会进一步增加柴油机动力总成的成本。对价格敏感度最高的1 400 kg以下紧凑型车型需要寻求一种替代方案,以面对CO2排放限值的挑战,并保持对用户的吸引力。对小型化和降低转速的汽油机理念进行了研究,与此同时,通过提高平均有效压力来满足性能要求,以保持车辆良好的操控性能和起动性能。解决这一问题的关键措施是采用汽油直接喷射燃油系统。因为缸内汽油直接喷射和对进气进行分开控制,可以在不增加碳氢排放的情况下增强扫气效果。缸内汽油直接喷射还具有冷却充量的好处,有利于避免增压发动机的爆燃现象。研究了汽油直接喷射的几种可选方案,包括多孔式和单孔轴针式喷油嘴,以及侧向布置与中央布置的对比。对排量减小至1.2 L的涡轮增压3缸机和4缸机的基本结构进行了研究。减少气缸数有利于改善碳氢排放、热损失和扫气效率。从安装和成本方面考虑,减少气缸数也有一定好处,其次要考虑的是排气后处理系统。     

一种具创意的脉冲能量火花塞

发动机行业应该为火花点燃发动机火花塞技术的变革做好准备,Enerpulse公司先进的Pulstar火花塞已实现了火花塞技术的变革。Pulstar火花塞是一种脉冲能量火花塞,它利用1个峰值电容器使电-等离子能量的转换效率增加到50%,而传统火花塞的电-等离子能量转换效率通常仅为1%。这种火花塞能量的增加能提高燃烧速率,降低发动机燃油耗,改善车辆燃油经济性。此外,Pulstar火花塞点燃稀薄混合气的能力有助于稀燃分层汽油直接喷射发动机和火花辅助均质充气压缩点燃发动机的持续发展。     

甲醇汽油发动机燃烧及其醇醛排放特性的研究

在一台排放达到国Ⅲ标准的直列四缸进气道喷射汽油机上,分别燃用汽油、M15、M50甲醇汽油3种燃油,采用欧洲测试循环中的城市道路工况和高速公路工况循环,对3种燃料的燃烧特性、醇醛排放和燃油经济性进行了测试。结果表明:最大爆发压力随着掺醇量的增加而增大,且出现的曲轴转角位置提前。掺醇汽油的最大放热率比纯汽油的高,主燃期缩短,循环变动率降低。未燃甲醇和甲醛排放随掺醇比例的增大而增加,随负荷的增大先增加后降低,经催化转化器催化后排放几乎为零。M15和M50的当量燃油消耗率在中高负荷下比汽油低,特别在高速大负荷条件下最大降幅达9.0%。     

预喷射对轻型车用柴油机排放性能的影响

以某轻型车用柴油机为样机,研究了预喷射对柴油机排放及燃油经济性的影响.研究表明:采用预喷射可以对燃烧室进行预热.缩短主燃烧滞燃期,降低缸内最高燃烧温度,从而降低NOx的排放,同时炭烟排放及燃油经济性要好于单纯推迟喷油提前角的单次喷射方案;随着预喷油量的增加,NOx炭烟和燃油消耗率都有所上升,预喷提前角对轻型车用柴油机燃...     

“透过上海车展,看汽车新技术”系列报道之四 汽油发动机技术的发展趋势

在本世纪头10年间,车用汽油发动机的动力性能、燃油经济性及排放性能都得到了稳步提高,尤其是燃油经济性每年降低的幅度超过2%,这为降低二氧化碳排放做出了极大的贡献。实现这些进步的关键技术是缸内直接喷射技术及其燃油喷射系统、可变气门配气机构、涡轮增压以及高效率的排气后处理装置。     

车用汽油机稀薄燃烧的实现及排放特征分析

研究了车用465汽油机稀薄燃烧的实现与机内净化策略,借助于缸内存在的滚流运动,采用适当的气道内喷射方式,实现了均质稀薄燃烧,不同负荷时的稀燃极限可达21~22,分析了汽油机稀燃排放的特征,NOx排放先升高后降低,HC和CO排放明显降低,合理控制稀燃空燃比,可降低NOx排放。     

手动高效清除积炭方法简介

正积炭的形成及针对性产品积炭是汽油燃烧后留下来的成分,高温后形成的焦质吸附在进气门和进气道内,费油费钱,还会引发车辆启动困难、抖动、动力不足等问题。WEPP 2036燃油喷射系统保护剂是一款适用于现代稀薄燃烧发动机、高功率发动机和直喷发动机的强效清洁剂,满足欧5和欧6排放标准。使用此款产品后,作为载体介质的燃油会由新的清洁成分激活,并作用在喷射和燃烧部分,即便在较老的车型上也具备出色的清洁功效。     

直接喷射式汽油机

日本丰田公司和德国大众公司分别开发了自己的直接喷射式汽油机，其目的都是为了既降低污染排放又提高燃油经济性。同一些直喷式柴油机一样，汽油被直接喷火燃烧室内，这样发动机在正常运转范围内提高了燃烧效率。直接喷射的困难在于要求燃烧稳定，性能优而NOX排放较少。解决上述问题就在于采用分层燃烧技术再辅以高压喷射。丰田公司的2．0L4缸D－4汽油发动机的特点是采用了计算机控制的压电喷射器，这种喷射器在世界上尚属首次应用。该系统需要配以高精度调节的EGQ（废气再循环）装置。这种EGQ装置是由一定范围空燃比传感器来控制，其…