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燃油系统
国外内燃机
2016年第2期
能改善热效率和燃油经济性的汽油机缸内直喷技术
【日】高根英幸
摘要：影响汽油机燃油经济性的重要因素是燃油的喷射方式。取代传统进气道喷射方式的缸内燃油直喷技术现已越来越普及。缸内燃油直喷是在燃烧室中央设置喷油器，因此能降低燃油耗。对进气道喷射与缸内直喷这两种喷油方式进行比较，并介绍汽油机缸内直喷技术的基本原理、优缺点，以及其具体应用实例，同时也指出其今后的发展方向。
关键调：汽油机缸内燃油直喷燃油经济性
应用
0前言
空气和燃油被吸人汽油机后经压缩实现燃烧。即使燃油供给装置从原先的化油器进化为电控喷油器，这一根本的燃烧理论并未改变
在传统的进气道喷射汽油机中，燃油和空气
是在进气歧管内预混合，然后在最佳的点火定时点燃压缩后的混合气，以维持发动机的稳定运行。如提高发动机的转速，则须提前点火定时，以在膨胀行程内产生更大的扭矩，实现更好的燃油经济性。
大部分汽油机都是在压缩上止点前利用火花塞点火，在膨胀行程内扩散混合气中的火焰。然而，如果以提高热效率为目的而提高压缩比，则燃烧室内部及混合气的温度会升高，在高负荷工况下容易导致汽油机爆燃（异常燃烧），因此必须延迟点火定时。
进气道喷射方式的局限性 1
如果发生上述情况，不仅无法实现最佳的燃烧而且以爆发压力为驱动力所能获得的效率也会大幅降低。为了解决这一问题，可以采用将排出的废气再次导人燃烧室的废气再循环（EGR)技术。将情性气体导人燃烧室内，可以获得抑制燃烧温度的效果。然而，由于无法将混合气充满整个气缸，因此必然会导致发动机效率降低。在低负荷工况下，EGR对于减轻节流阀的泵气损失是非常有效的，但在高负荷工况下虽然可以防止爆燃的发生，但同时也会导致发动机功率降低。
此外，为了降低燃烧温度，也可以利用燃油的汽化热达到冷却效果，但这样就要求喷射比燃烧所需更多的燃油，从而导致燃油耗增加。
综上所述，汽油机曾在很长的一段时间内无法万方数据
获得良好的燃油经济性。汽油机在热效率方面存在的间题在很大程度上是由汽油燃料自身的特性及往复式发动机结构上的制约所决定的。能解决上述问题的技术就是现已进人实用化阶段的缸内燃油直喷发动机（表1，图1)。所谓"缸内燃油直喷”，就是向燃烧室内直接喷射燃油，因此，必须将传统设置在进气道内的喷油器改为安装在燃烧室内。
表1发动机燃油喷射方式的比较
项目喷油方式
特征优点缺点
缸内燃油直喷
内容
进气道喷射
喷油器设置在燃烧室内。从进气行程至压缩行程喷射燃油.形成混合气，
由于是向燃烧室内直接喷
喷油器设置在燃烧室外的进气道内，向吸人的空气喷射燃油，形成混合气后再将其导人燃烧室，
射燃油.因汽化热效应，能
与负荷无关，能生成稳定
够高效冷却混合气，提高
两的混合气；成本低且环保
抗爆燃性能；并能提高热效率，改善燃油经济性，
要求精确控制燃油喷射量及喷射时间，因此成本较高；在高负荷工况下，排气中碳烟增加。
喷油器
性能优异，
在进气道及气门处易附着并积案未燃烧燃油·必须喷射更多的燃油量，导致燃油经济性变差，
火花塞
燃烧室(气缸)
图1直喷发动机的喷油原理