车用汽油机稀燃催化器NOx排放控制技术.pdf

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第 6期(总第 154期) 车用发动机 (Serial )
2004年 12月 V E H ICI E EN G INE
· 综合评述·
车用汽油机实现稀薄燃烧的技术措施
袁守利,杜传进,颜伏伍,侯献军
(武汉理工大学,湖北武汉 430070)
摘要:叙述了汽油机实现稀燃的关键技术,通过对进气道喷射和缸内直喷两种稀燃关键技术的论述及对比分
析,提出了车用汽油机实现稀燃是提高车用汽油机经济性和改善排放性能的重要途径。
关键词:稀薄燃烧;分层燃烧;空燃比}汽油机
中图分类号:TK411 文献标识码:A 文章编号:1001—2222(2004)06—0001—04
为了降低汽车排放污染,采用闭环化学当量比限制,加快燃烧速度是克服这两种限制的唯一途径。
电控系统加三效催化剂已成为当今汽油机的主流技目前对于稀燃的研究主要基于如何实现混合气分
术,但这种方法是以牺牲燃料经济性为前提的。近层、加快火焰的传播、提高燃烧速度和减小燃烧循环
年来随着对节能和降低温室气体 CO 排放量的重波动率。
视,对汽油机的要求已逐渐变为降低排放和节约能 燃油供给系统
源两者同时兼顾。稀薄燃烧由于具有燃油经济性电喷式汽油机按喷射位置可分为进气道喷射式
好、排放低及泵气损失小等优点,成为解决这两大问(PFI)和缸内直喷式(GDI)两种。在汽油机中,只要
题的有效途径。形成火焰,在火焰传播的过程中,即使是相当稀的混
合气也能正常燃烧 I】],分层进气实现稀燃的原理就
1 1 稀燃技术的概述
基于此。在点火瞬间,火花塞电极周围局部区域应
稀燃是指能燃用空燃比(a)为18:1或更稀混具有较浓的可燃混合气(a一 ~),而在燃
合气的汽油机。由理论分析可知,在加热量和压缩烧室的大部分区域具有较稀的混合气。浓稀之间,
比(e )相同的情况下,3种不同燃烧(加热)方式的有从浓到稀的各种 a混合气,以利火焰传播。
理论循环,等容燃烧循环的放热量最小,热效率最 缸外 PFI稀燃技术
高。点燃式发动机的燃烧循环更接近定容加热循汽油机采用 PFI稀燃时,燃油喷射必须与气流
环,定容加热循环热效率取决于 e 和绝热指数运动相结合。依进气流动形式不同分为ilII{流分层和
(k)。e 愈高,理论循环的热效率就愈高;k愈大,热滚流分层两种技术。涡流进气可实现 t昆气在缸内
效率愈高。在燃烧过程中,混合气越稀,k越大;且轴向分层,在一个或两个气门不对称进气时,充量在
稀燃使得最高燃烧压力(Pm. )和温度较低,不受爆缸内将形成斜轴涡流。混合气分层的控制因素是进
燃极限的限制,可大幅度提高 e ;同时,稀燃使燃烧气涡流和喷射定时。涡流起维持混合气分层的作
更完全,排气中有害成分减少,当a高于 2O时,就可用,喷油定时决定着浓混合气区在缸内的位置。一
以得到更低的排放浓度。般认为,进气初期喷油,燃油先进入缸内下部,随着
活塞的运动在缸内均匀分布;进气后期喷油,浓混合
2 实现稀燃的关键技术
气在缸内上部且维持到点火时刻。稀燃极限与喷油
传统的汽油机(包括化油器式和大部分进气道定时关系很大,只有在进气行程的某一区段