第四期:汽車知識學習之稀薄燃燒技術(缸內直噴2)

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稀薄燃燒技術原理:

使用稀薄燃燒技術的引擎,噴油嘴的位置不再位於進氣歧管當中,而是置於汽缸內,將燃油直接噴注於燃燒室。

第四期:汽車知識學習之稀薄燃燒技術(缸內直噴2)

稀薄燃燒技術的要素:

汽車汽油發動機實現稀燃的關鍵技術歸納起來有以下三個主要方面:

提高壓縮比

採用緊湊型燃燒室,通過進氣口位置改進使缸內形成較強的空氣運動旋流,提高氣流速度;將火花塞置於燃燒室中央,縮短點火距離;提高壓縮比至13:1左右,促使燃燒速度加快。

分層燃燒

如果稀燃技術的混合比達到25:1以上,按照常規是無法點燃的,因此必須採用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內空氣的運動在火花塞周圍形成易於點火的濃混合氣,混合比達到12:1左右,外層逐漸稀薄。濃混合氣點燃後,燃燒迅速波及外層。為了提高燃燒的穩定性,降低氮氧化物(NOx),現在採用燃油噴射定時與分段噴射技術,即將噴油分成兩個階段,進氣初期噴油,燃油首先進入缸內下部隨後在缸內均勻分佈,進氣後期噴油,濃混合氣在缸內上部聚集在火花塞四周被點燃,實現分層燃燒。

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高能點火

高能點火和寬間隙火花塞有利於火核形成,火焰傳播距離縮短,燃燒速度增快,稀燃極限大。有些稀燃發動機採用雙火花塞或者多極火花塞裝置來達到上述目的。

使用稀薄燃燒的引擎,在進氣行程中並不進行供油,而是在壓縮行程後段才進行供油,利用高壓的供油泵以及特殊的噴油嘴設計,將油氣有效地集中在火星塞附近,讓燃油一口氣地點燒,達成最佳的燃燒效果,而空氣與燃油的比例,最多可以降低至40: 1以下,大幅降低了引擎運轉的油耗。而為了讓燃油能夠精確地集中在火星塞的附近,使用稀薄燃燒技術的引擎,便需要導入缸內燃油直噴技術,以便在壓縮行程進行供油,並配合特殊的活塞造型,以達成油氣導引的目的。

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然而,使用稀薄燃燒的技術,雖然能在燃油使用上有大幅度的節省,但是在需要大動力輸出的需要,則無法有效地滿足。同時大量的燃油集中在火花塞附近點燃,將造成局部溫度過高,使得同樣導入汽缸內的氮氣與氧氣發生作用,產生過多的氮氧化物,造成汙染。而這些問題,在經過多年的研發之後,通過更精密的控制以及最新的觸媒科技,(也就是三元催化)均獲得了有效的解決。

以上是發動機稀薄燃燒技術(缸內直噴2)講解,明天維修技師將繼續為大家講解汽車知識。

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