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基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用汽车是人们日常生活中不可或缺的交通工具之一。
目前，汽车发动机主要使用的是传统的汽油机。
传统的汽油机存在一些问题，如燃油消耗高、排放污染大等。
为了解决这些问题，研究人员们使用了TRIZ理论对汽油机进行改进，提出了一种新的汽油机稀薄燃烧技术。
TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving，发明创造问题解决理论）是由前苏联发明家阿尔图尔·盖尔发明的一种解决创新问题的方法论。
广泛应用于不同领域的问题解决和创新活动中。
在汽车工程中，TRIZ理论被用来解决汽车发动机相关的技术问题。
汽油机稀薄燃烧技术是基于TRIZ理论提出的一种改进传统汽油机的方法。
该技术的核心思想是通过稀薄混合气体的燃烧来提高汽油机的热效率和燃油经济性。
具体来说，稀薄燃烧技术采用高压直喷、高效燃油喷射和先进控制系统等手段，使进入汽缸的燃料和空气混合物变得非常稀薄。
这样，燃烧产生的热量能够更充分地利用，减少能量的浪费，提高热效率。
由于燃烧温度降低，减少了有害气体的生成，降低了排放污染。
汽油机稀薄燃烧技术的应用在汽车工程中有很多优势。
稀薄燃烧技术能够提高发动机的热效率和燃油经济性，降低燃油消耗，减少驾驶成本。
稀薄燃烧技术能够减少有害气体的排放，对改善空气质量具有重要意义。
稀薄燃烧技术还能提高发动机的动力性能，增加汽车的加速性能和行驶稳定性。
尽管汽油机稀薄燃烧技术能够提高发动机的性能和环保性，但其在实际应用中仍然存在一些问题。
稀薄燃烧技术需要高压直喷和高效燃油喷射器等高成本的设备，增加了发动机制造成本。
稀薄燃烧技术对发动机的控制要求较高，需要先进的控制系统来实现精确控制，增加了开发和维护的难度。
稀薄燃烧技术在低负荷运行时容易产生怠速不稳、发动机抖动等问题，需要进一步优化。
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用汽油机是目前汽车上常见的一种发动机，它通过内燃机的方式将汽油燃烧产生的能量转化为汽车的动力。
传统的汽油机在燃烧过程中存在燃烧效率低、污染排放大等问题。
为了解决这些问题，人们开始借鉴TRIZ理论，提出了稀薄燃烧技术来改善汽油机的性能。
这种技术通过改变燃烧的方式和参数，使得燃烧更加充分，从而提高发动机的效率，减少排放污染。
一、稀薄燃烧技术的原理稀薄燃烧技术是基于TRIZ理论提出的一种发动机燃烧技术，其原理主要包括以下几点：1. 提高空燃比：传统的汽油机燃烧时空气和燃料的比例大约是14.7:1，而稀薄燃烧技术通过提高空燃比，使得燃烧室内的空气更加充足，从而使燃料燃烧更加完全，提高燃烧效率。
2. 增加压缩比：稀薄燃烧技术还通过增加压缩比来提高燃烧室内的温度和压力，促进燃料的更充分燃烧。
3. 采用先进的点燃技术：稀薄燃烧技术还采用了先进的点燃技术，例如高能量火花塞和多点点火系统，使得点火更加精准和高效。
二、稀薄燃烧技术的应用稀薄燃烧技术在汽车用汽油机上的应用已经取得了显著的成果，主要体现在以下几个方面：1. 提高燃油经济性：稀薄燃烧技术通过提高燃烧效率和降低内部摩擦损失，使得汽车的燃油经济性得到了显著的提高。
据统计，采用稀薄燃烧技术的汽油机可以节省20%以上的燃油消耗。
2. 减少排放污染：稀薄燃烧技术能够使得燃料更加充分的燃烧，从而减少未燃烧的燃料排放和污染物的生成，大大降低了汽车的环境影响。
3. 提高动力性能：稀薄燃烧技术不仅提高了发动机的燃烧效率，还使得汽车的动力性能得到了提升，加速能力和爬坡能力都有了明显的改善。
三、稀薄燃烧技术的发展趋势在未来，随着汽车工业的发展和环保政策的不断加强，稀薄燃烧技术将会得到更广泛的应用，并且会有以下几个发展趋势：1. 智能化控制：未来汽车将会越来越智能化，包括发动机控制系统也会更加智能化，可以根据不同的工况和需要实时调整稀薄燃烧技术的参数，以达到最佳的效果。
稀薄燃烧技术
在石油、天然气和煤炭经济被广泛应用的今天，稀薄燃烧技术对减少这些燃料产生的污染物和有害物质以改善环境具有重要意义。
稀薄燃烧技术是在可燃气中依靠增加一定量的氧或其它带氧化剂来使火焰变稀薄，从而改变其燃烧过程，降低污染物和有害物质的形成。
近年来，随着有关燃烧及环境污染的科学理论的完善和对稀薄燃烧的经验的累积，稀薄燃烧技术受到了越来越多的重视，并取得了明显的进展。
研究稀薄燃烧技术有三个重要方面：火焰特性分析、尾气排放分析和污染控制。
火焰特性分析包括稀薄燃烧的反应机理、低温火焰温度过程、稀薄燃烧的气体化学过程等，目的是进一步阐明火焰的物理性质、热特性及活性物质的分布规律等。
尾气排放分析是利用实验和数值计算，研究低碳污染燃烧的流动及形成的污染物的排放特点，满足环境污染物的排放标准，同时争取在最低的能量消耗条件下，达到尾气污染物排放最低的目标。
污染控制研究是以实验研究为基础，利用稀薄燃烧技术，考察燃烧过程中污染物减排的路径和方法，实现柴油机燃烧过程中有毒化学烟气中有毒物质的有效控制。
在应用上，稀薄燃烧技术可以将燃烧过程的污染物和有害物质的排放大大降低，其应用范围涉及发动机、工业熔炉、烟气污染物的脱硝及脱硫技术、热工发电等领域，可以提高能源的利用效率。
由于稀薄燃烧的技术本身并不复杂，稳定性也很高，故而具有较好的应用前景。
综上，稀薄燃烧技术对于减少能源燃烧中污染物和有害物质的排放有着重要意义，同时，它也可以提高能源的利用效率，可以降低燃烧过程中温升的现象，改善环境和节能等方面有重要的作用，因此研究并应用稀薄燃烧技术十分重要，它将为减缓全球变暖、维护环境做出重要贡献。
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用随着全球能源危机的更加严重，如何提高汽车的能源利用效率已经成为一个热门话题。
车用汽油机的燃烧技术一直是众多汽车制造公司研究的重点之一。
稀薄燃烧技术的出现解决了这一问题，它的出现将使汽车在保持优秀的动力性能的同时，更加高效、环保和经济。
TRIZ是由苏联工程师G. Altshuller在1980年提出的一种解决技术问题的理论。
它通过分析已有技术的变革和创新，提出了一系列能够促进技术创新的方法和原则。
TRIZ提出了92条技术矛盾，以及40多种解决技术矛盾的原则。
TRIZ理论可以应用于车用汽油机稀薄燃烧技术的研究。
稀薄燃烧技术的出现源于传统燃烧过程中一个难以克服的问题，即较高的燃烧温度和压力在一定程度上会导致NOx等有害气体的生成，进而影响空气质量和健康。
而稀薄燃烧技术通过弥散较稠密的燃气瓶而实现稀疏化，从而使得燃烧过程变得更加充分、高效、温度和压力降低，同时大大减少了有害气体的排放。
TRIZ理论可以应用于三个方面的稀薄燃烧技术的研究：燃烧室设计，燃油喷射系统优化和混合气管理的改进。
首先，在燃烧室设计方面，TRIZ理论可以启示汽车制造商们采用一些创新的方法来优化车用汽油机燃烧室，在稀薄燃烧技术中达到更加高效的燃烧过程。
TRIZ提出的“空间结构套原理”可以应用于燃烧室的设计，这个原理指出设计者可以通过改变物体的结构来达到一定的目的。
应用到燃烧室设计中，可以尝试通过改变燃烧室的结构来实现改善燃烧效率，从而实现更加清洁和节能的燃烧过程。
TRIZ理论还提出了“局部质量方案”原则，该原则指出设计者应以实际的需求为基础，对局部性能进行调整，从而达到优化整体功能的效果。
在燃烧室设计中，可以考虑采用暴露式点火、喷油及其他燃烧辅助措施，以提高燃料的自燃性和燃热利用率。
其次，在燃油喷射系统优化方面，TRIZ理论可以告诉我们，要想更好地应用稀薄燃烧技术，还需要进一步优化燃油的喷射系统，以达到最佳效果。
目录1 绪论 (2)2 超稀薄燃烧技术的概念 (3)3 缸外喷射稀燃系统(PFI) (5)4 直接喷射稀燃系统(GDI) (7)5.1 GDI发动机的燃油喷射系统 (8)5.2 GDI发动机与PFI发动机燃油喷射系统的对比 (9)5.3 GDI发动机的缸内流场 (9)4.4 GDI发动机的超稀薄燃烧系统 (10)4.5 GDI发动机的特点 (12)5 均质混合气压燃系统(HCCI) (15)5.1 HCCI概念 (15)5.2 HCCI的燃烧特性 (16)5.3 HCCI发动机对电控系统的要求 (20)5.4 HCCI技术的应用 (20)6 国内外超稀薄燃烧技术发展趋势 (22)6.1 我国超稀薄燃烧技术发展趋势 (22)6.2 国外超稀薄燃烧技术发展趋势 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1 绪论由于全球经济的发展，汽车拥有量迅速增加，成为非常严重的大气污染源。
全球机动车保有量的增长比人口增长快得多。
有关资料表明，1950年，全世界只有5000万辆汽车；到1995年，全球汽车总量已经超过6.5亿辆，平均每100人拥有10辆汽车；2010年全世界机动车数量达到8.2亿辆（不包括两轮和三轮机动车）。
目前世界上大部分汽车集中在发达国家和地区，如ECD （Organizationfor Economic ooperation and Development ）成员国拥有世界汽车的70%，人均拥有汽车数很高，而且这些国家的汽车保有量仍在缓慢上升。
如图1-1所示，我国汽车的生产量从1978年的14.9万辆增加到2010年的1826万辆，增加了近123倍，年增加率为19%。
轿车年产量从1978年的4千辆增加到1997年的48.1万辆。
到2003年底，中国汽车总保有量已超过了2400万辆，2010年底已超过7523万辆。
汽车保有量的持续快速增长加剧了城市环境的污染程度，在发达国家的城市中，汽车排放成为CO 2、CO 、NOx 、SO 2或者微粒等超过标准的大气环境中，每天约有800人因呼吸污染空气而死亡，患肺空气污染的最主要来源，成为人类健康和城市环境的5075717288889611379182627423160498556976467761986161365236529253534417352187523100020003000400050006000700080009000100002004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年单位（万辆）汽车生产量民用汽车保有量私人汽车图1-1 我国汽车的年产量和汽车保有量最大威胁。
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用随着汽车市场的日益扩大，汽车排放对环境的影响也越来越受到关注。
因此，汽车制造商需要开发更环保、更高效的汽车引擎来满足市场需求。
稀薄燃烧技术是一种可以降低汽车排放、提高燃油效率的技术，因而受到了广泛的关注和研究。
在这篇文章中，我们将介绍基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用。
TRIZ理论是一种创新方法论，它的核心理念是通过寻求问题与解决方案之间的矛盾来促进创新。
TRIZ理论包含40多种创新工具和准则，可以帮助工程师识别并解决矛盾，从而开发出更优秀的产品和技术。
稀薄燃烧技术是一种在发动机燃烧室中使用较少的燃料和空气来燃烧燃料的技术。
这种技术可以提高燃油效率，降低排放和材料损耗。
稀薄燃烧技术也可以减少发动机中的局部高温和高压，从而延长发动机寿命。
要将稀薄燃烧技术应用到车用汽油机中，就必须解决以下问题：1. 稀薄燃烧会导致点火困难，如何解决点火问题？2. 稀薄燃烧会导致氧化剂削弱，如何克服氧化剂的问题？3. 稀薄燃烧会导致NOx排放增加，如何控制NOx排放？4. 稀薄燃烧会导致温度分布不均，如何平衡温度分布？通过运用TRIZ理论，我们可以找到解决这些问题的方法。
解决点火问题，可以使用TRIZ中的“可逆性”准则。
在发动机中添加一个可逆的氧化还原剂，可以在低温下产生自燃现象，使点火问题得以解决。
解决氧化剂削弱的问题，可以使用TRIZ中的“层次性”准则。
通过将空气分层，可以使氧化剂集中在稀薄燃烧区域，从而增加燃烧效率，减少削弱现象。
解决NOx排放问题，可以使用TRIZ中的“一致性”准则。
通过调整空燃比和进气筒温度，可以控制燃烧过程中NOx排放的量。
解决温度分布不均的问题，可以使用TRIZ中的“取代”准则。
通过将传统的曲轴式发动机改为旋转活塞式发动机，可以实现温度分布的均匀化，提高稀薄燃烧过程的效率。
通过运用TRIZ理论，我们可以找到解决问题的方法，这些方法可以帮助我们开发更环保、更高效的车用汽油机稀薄燃烧技术。
浅析汽油缸内直喷（GDI）的稀薄燃烧技术汽车已经成为了我们生活中必不可少的一部分，科学技术的提升和经济实力的提高，使汽车的使用价值从最开始的代步变成了一种生活的方式、一种兴趣爱好、一种交往、溝通的方法。
因此人们对汽车的使用价值及节能的效果又提出了更高的要求，并且随着经济环境的提升，能源被大量的消耗，也迫使汽车向节能减排技术上努力发展。
而在最小的消耗中实现最大的动力，一直是人们心中迫切渴望的，发动机汽油缸内直喷稀薄燃烧技术的出现完美的解决了这一问题，它不仅能减少能源消耗，还能够降低燃油费用。
关键字：稀薄燃烧；控制技术；排放控制引言：发动机的工作原理是依靠内燃机燃烧汽油产生推动力，从而实现保障发动机的工作系统的正常运行。
发动机是汽车的动力中心，而各个气缸就是为发动机而服务的，每个气缸的具体工作范围及职责都是一样的。
并且他们的工作进程也是同步完成的。
以确保汽车能够持续不断的获得动力。
这种动力的提供者，就是在缸内不断燃烧产生爆炸力的汽油。
喷射方式的不同可以决定汽油在缸内燃烧的效率。
缸内直喷稀薄燃烧技术可以有效提高汽车动力以及减少汽车燃油消耗率。
一、稀薄燃烧方式根据气缸内涡流形式的不同，分为轴向分层稀薄燃烧和纵向分层稀薄燃烧；根据喷射方式不同，分为气道喷射（PFI）稀薄燃烧和缸内直喷（GDI）稀薄燃烧。
GDI发动机的经济性和排放特性明显优于PFI发动机。
GDI稀薄燃烧技术包括缸内气流特性（滚流和涡流）控制、采用高压旋流式喷油器的喷雾及喷射时间控制、喷射压力（2-5 MPa）控制和稀薄燃烧等。
GDI 汽油机的喷油器安装在燃烧室内，在气缸内更容易形成不均匀的混合气浓度梯度分布，消除了气道油膜蒸发量对缸内混合气质量的影响，减小泵气损失，更容易实现稀薄燃烧，且混合气A/F范围变宽，有利于进一步改善发动机的经济性和排放特性。
GDI发动机壁面导向方式通过活塞顶部燃烧室的形状将喷油器喷射的燃油导向气缸上部流动，配合燃烧室内形成的挤流，在火花塞附近形成浓混合气。
基于TRIZ理论的车用汽油机稀薄燃烧技术的应用随着汽车行业的发展，越来越多的汽车使用汽油发动机。
汽油机的燃烧过程中存在一些问题，比如燃烧效率低、污染排放高等。
为了解决这些问题，研究人员运用TRIZ理论，提出了稀薄燃烧技术，通过对汽油机的燃烧过程进行优化，达到节能环保的目的。
TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）即发明创造问题解决理论，是苏联发明家格恩里希·亚尔布的一种创新思维方法，旨在通过对问题的分析，找到最优解决方案。
TRIZ理论强调在创新过程中要遵循一定的规律，并且提出了一系列的解决问题的原则和方法，可以帮助工程师和研究人员更快地找到解决问题的途径。
稀薄燃烧技术是一种通过改善汽油机燃烧过程，提高燃烧效率和降低尾气排放的技术。
研究人员通过TRIZ理论的指导，结合汽油机的工作原理和燃烧特性，提出了一系列方案和创新思路，通过技术手段实现了汽油机稀薄燃烧的目标。
稀薄燃烧技术采用了新型的燃烧室设计。
传统的汽油机燃烧室结构通常为球形或者敞口式，燃烧室体积较大，燃烧时间长，燃烧效率较低。
而稀薄燃烧技术则采用了缸内直喷和缸内混合燃烧技术，使得燃烧室的形状和大小可以得到更好的控制，达到更高的压缩比和更充分的燃烧。
这种燃烧室设计不仅提高了燃烧效率，还可以有效减少尾气排放，符合环保要求。
稀薄燃烧技术还引入了先进的点火系统。
传统的汽油机通常采用火花塞点火技术，容易产生火花击穿和爆震现象，造成燃烧不稳定。
而稀薄燃烧技术则采用了电喷点火技术，可以实现精确控制点火时间和点火位置，使得燃烧更加稳定，提高了燃烧效率。
稀薄燃烧技术还应用了先进的排放控制技术。
采用TRIZ理论指导的创新思维，研究人员提出了一系列的尾气处理方案，可以有效减少汽油机产生的有害气体和颗粒物排放，减轻对环境的污染。
基于TRIZ理论的汽油机稀薄燃烧技术的应用，不仅提高了汽油机的燃烧效率，降低了尾气排放，还能够减少对环境的污染，符合节能环保的发展趋势。
汽车新技术论文——缸内直喷稀薄燃烧技术缸内直喷稀薄燃烧技术是指在汽车发动机中采用直喷技术，并调整燃烧的混合气浓度，实现更加高效的燃烧过程，以提高汽车的燃油经济性和减少尾气排放。
本文将对缸内直喷稀薄燃烧技术进行详细介绍。
首先，缸内直喷技术是指直接将燃油喷射到气缸内部，而不是在气缸的进气道喷射，这样可以更好地控制燃油进入气缸的时间和量，提高燃油的利用率。
与传统的喷油系统相比，缸内直喷技术具有更好的喷油精度和喷油时间控制能力，可以将燃油和空气更好地混合，从而更加高效地进行燃烧。
其次，缸内直喷稀薄燃烧技术在喷油策略上进行了调整，使得燃烧过程更加充分和高效。
在传统的燃烧过程中，燃油的浓度较高，容易导致燃烧不充分和产生大量的有害气体。
而通过调整喷油策略，可以实现稀薄燃烧，即在气缸中形成较稀的混合气体，可以更充分地燃烧燃油，减少未燃烧的燃油残留，并且减少有害气体的排放。
此外，稀薄燃烧还可以降低燃烧过程中的温度峰值，从而减少氮氧化合物的生成。
在缸内直喷稀薄燃烧技术中，还可以采用一系列的辅助措施来进一步提高燃烧效率。
例如，可以使用涡流增强装置或者喷油策略来改善混合气体的分布，实现更加均匀的燃烧过程。
此外，还可以通过控制气门的开闭时间和程度来调整缸内气体的流动状况，增加气缸内的换气效果，进一步提高燃烧效率。
缸内直喷稀薄燃烧技术不仅能够提高汽车的燃油经济性和降低尾气排放，还可以提高发动机的动力性能和响应速度。
由于采用了直喷技术，燃油的喷射时间和量可以更好地控制，可以更快地达到所需的燃烧条件，从而提高发动机的输出功率和扭矩。
此外，稀薄燃烧可以减少燃烧过程中的热量损失，使得发动机的效率更高。
在实际应用中，缸内直喷稀薄燃烧技术已经得到了广泛的应用。
许多汽车制造商已经将这项技术应用到他们的发动机中，以满足越来越严格的排放法规和节能要求。
随着技术的不断发展和改进，相信缸内直喷稀薄燃烧技术将继续提升汽车的燃油经济性和减少尾气排放，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
目录1 绪论 (2)2 超稀薄燃烧技术的概念 (3)3 缸外喷射稀燃系统(PFI) (5)4 直接喷射稀燃系统(GDI) (7)5.1 GDI发动机的燃油喷射系统 (8)5.2 GDI发动机与PFI发动机燃油喷射系统的对比 (9)5.3 GDI发动机的缸内流场 (9)4.4 GDI发动机的超稀薄燃烧系统 (10)4.5 GDI发动机的特点 (12)5 均质混合气压燃系统(HCCI) (15)5.1 HCCI概念 (15)5.2 HCCI的燃烧特性 (16)5.3 HCCI发动机对电控系统的要求 (20)5.4 HCCI技术的应用 (20)6 国内外超稀薄燃烧技术发展趋势 (22)6.1 我国超稀薄燃烧技术发展趋势 (22)6.2 国外超稀薄燃烧技术发展趋势 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1 绪论由于全球经济的发展，汽车拥有量迅速增加，成为非常严重的大气污染源。
全球机动车保有量的增长比人口增长快得多。
有关资料表明，1950年，全世界只有5000万辆汽车；到1995年，全球汽车总量已经超过6.5亿辆，平均每100人拥有10辆汽车；2010年全世界机动车数量达到8.2亿辆（不包括两轮和三轮机动车）。
目前世界上大部分汽车集中在发达国家和地区，如ECD （Organizationfor Economic ooperation and Development ）成员国拥有世界汽车的70%，人均拥有汽车数很高，而且这些国家的汽车保有量仍在缓慢上升。
如图1-1所示，我国汽车的生产量从1978年的14.9万辆增加到2010年的1826万辆，增加了近123倍，年增加率为19%。
轿车年产量从1978年的4千辆增加到1997年的48.1万辆。
到2003年底，中国汽车总保有量已超过了2400万辆，2010年底已超过7523万辆。
汽车保有量的持续快速增长加剧了城市环境的污染程度，在发达国家的城市中，汽车排放成为CO 2、CO 、NOx 、SO 2或者微粒等超过标准的大气环境中，每天约有800人因呼吸污染空气而死亡，患肺空气污染的最主要来源，成为人类健康和城市环境的5075717288889611379182627423160498556976467761986161365236529253534417352187523100020003000400050006000700080009000100002004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年单位（万辆）汽车生产量民用汽车保有量私人汽车图1-1 我国汽车的年产量和汽车保有量最大威胁。
世界城市约有一半的人生活在癌的人的比例逐年增加，控制汽车发动机的 有害排放已刻不容缓。
从上世纪70年代开始，各个国家相继对车辆和发动机的尾气排放进行了严格的控制，并建立了相应的排放法规，随着人们对环保的认识日益加深，对车辆与发动机的排放控制也越来越苛刻。
目前，国际上的车辆排放标准主要有三大体系：美国体系、欧洲体系（表1-1）、日本排放标准体系。
各国排放法规中对排放测试装置、取样方法、分析仪等方面，大都取得了一致，但测试规范和排放量限值仍有很大差异。
欧洲各国自1994年实行欧I排放标准以来，目前已开始实施欧IV标准。
而我国自2000年1月1日起开始实施汽车排放标准，采用的是等效欧I的国1排放标准，2004年开始实施国2标准，以后还将逐步等效采用欧洲的排放法规体系。
表1-1轿车（passenger cars）的欧洲汽车废气排放标准（类别M1*），克每公里（g/km）标准等级开始实施日期CO THC NMHC NOx HC+NOx PM P柴油欧盟一期1992年7月 2.72(3.16) - - - 0.97(1.13)0.14(0.18)-欧盟二期1996年1月 1.0 - - - 0.7 0.08 - 欧盟三期2000年1月0.64 - - 0.50 0.56 0.05 - 欧盟四期2005年1月0.50 - - 0.25 0.30 0.025 -欧盟六期(将来) 2014年9月0.500 - - 0.080.170 0.005 -汽油欧盟一期1992年7月2.72(3.16)- - -0.97(1.13)- -欧盟二期1996年1月 2.2 - - - 0.5 - - 欧盟三期2000年1月 2.3 0.20 - 0.15 - - - 欧盟四期2005年1月 1.0 0.10 - 0.08 - - -欧盟五期2009年9月 1.000 0.100 0.068 0.06-0.005**-欧盟六期(将来) 2014年9月 1.000 0.100 0.068 0.06-0.005**-2 超稀薄燃烧技术的概念要了解超稀薄燃烧就必须先了解什么是稀薄燃烧，稀薄燃烧就是就是发动机在空燃比A/F大于理论空燃比的情况下燃烧。
这样，燃料就可以燃烧完全，由于稀薄燃烧时燃烧室内的主要成份为N2和O2，它们的比热比较小，多变指数k较高，因而热效率高，燃油经济性好，实现稀薄燃烧技术的关键是点火瞬时在火花塞处形成易于着火的浓混合气，空燃比A/F=12～13.5，其余处为稀的混合气。
在传统的汽车发动机上,为了保证发动机稳定可靠地运转,汽油机正常工作时,其所用混合气成分的空燃比应在12-18范围内调节。
超稀薄燃烧是空燃比大于20∶1的混合气的燃烧过程，它可以使燃料的燃烧更加完全。
燃用稀混合气,由于其燃烧后最高温度降低,一方面使通过气缸壁的传热损失较小,另一方面燃烧产物的离解现象减少,使热效率也得以提高。
从另一角度分析,采用稀混合气,由于气缸内压力、温度低,不易发生爆震,则可以提高压缩比,增大混合气的膨胀比和温度,减少燃烧室废气残余留量,因而可以提高燃油的能量利用效率。
在采用稀混合气的同时,辅以相应的排放控制措施,汽油机的有害排放物CO、HC、NOX 、CO2将大大地减少,且稀燃时燃烧室内的主要成分O2和N2的比热较小,多变指数K较高,因而发动机的热效率高,燃油经济性好[1]。
迄今为止，汽油机的发展历时三代（图2-1）。
传统化油器式和进气道喷射式汽图2-1 汽油机发展的三个阶段油机都是在气缸外形成混合气，然后进入气缸内燃烧，而GDI发动机则将汽油直接喷入到气缸内，利用缸内气流运动、燃油喷射雾化、燃烧室表面引导形成混合气后进行燃烧。
表2-1比较了这三代汽油机的工作方式及优缺点：表2-1 三代汽油机的工作方式及优缺点GDI发动机PFI汽油机化油器汽油机喷油方式混合气形成缸内直喷均质混合气或者分层稀薄混合气进气道喷射均质混合气无均值混合气空燃比范围12～50，甚至更高化学计量比附近12～17充气效率较较高（取消节流，燃油汽化对进去冷却）一般（节气门）较低（节气门和喉管）压缩比10～13 7～9 6～8控制精度和响应速度控制精度高，响应速度快稳态工况较好，过渡工况和冷起动则较差机械系统控制精度和响应速度最慢优化潜力可进行全方位的优化进气管及燃烧的局部优化优化潜力小发动机排放HC 冷起动较少，中小负荷较多较多较多NOx 较少高高CO 较多较多较多现如今人们所知道的车用发动机稀薄燃烧系统包括缸外喷射稀燃系统(PFI)、直接喷射稀燃系统(GDI)和均质混合气压燃系统(HCCI).本课题将对以上三种系统的经济性能、环保性能、工作方式等方面进行对比分析，指出以后汽车发动机的发展方向和可能趋势，为国内的汽车制造企业以后的发展提出合理建议，已达到本课题的研究目的[2]。
3 缸外喷射稀燃系统(PFI)在普通的PFI系统中进气为均质混合器，其空燃比一般在14.7，不能达到超稀薄燃烧，但是通过组织进气气流就可以达到超稀薄燃烧的效果，进气道喷射稀燃系统根据进气流在气缸内的流动形式不同,可分为涡流分层（如图3-1）和滚流分层（如图3-2）两种1）涡流分层燃烧：这种燃烧方式一般是通过对进气系统的合理配置，使缸内产生强烈的涡流运动。
在进气冲程初期，随着活塞向下运动，缸内形成较强的涡流。
通过控制喷油时刻使喷油器在进气后期喷油，进入气缸的燃油大部分就保持在气缸的上部，气缸内的强涡流起到维持混合气分层的作用，气缸内将形成上浓下稀的分层效果，火花塞周围有较浓的混合气。
这样形成的涡流在压缩后期虽然随着活塞的上行逐渐衰减，但涡流的分层效果仍可大体一直保持到压缩上止点，有利于点火燃烧。
图3-1 涡流分层燃烧系统2）滚流分层燃烧：滚流分层多用于进气道对称布置的多气门发动机，当进气门升程较小时，进气流在缸内的流动紊乱，有规律的流动不明显。
此时存在两个旋转轴相互平行而垂直于气缸轴线的涡团，一个在进气门下方靠近进气道一侧，另一个在进气道对侧，大致位于排气门下方，此为非滚流期。
当气门升程加大时，位于进气道对侧的涡团突然加强，进而占据整个燃烧室，与此同时另一个涡团逐渐消失，此为滚流产生期。
随着气门升程的加大和活塞下移，滚流不断加强。
在进气行程下止点附近滚流达到最强，此为滚流发展期。
压缩行程属滚流的持续期。
在压缩行程后期，由于燃烧室空间扁平，不适于滚流发展而遭破坏。
在上止点附近，滚流几乎被压碎而成为小尺度的湍流，此为破碎期。
滚流的生命周期短，点火后将很快在燃烧过程中消失。
正是由于滚流在上止点附近破碎为湍流，将进气流动的动能转化为湍动能，才有利于发动机性能的提高[3]。
图3-2 滚流分层燃烧系统4 直接喷射稀燃系统(GDI)目前市场上的GDI汽油机存在两种主要工作模式：1）非均质、充量分层的稀薄燃烧；2）均质当量混合气燃烧。
大多数采用充量分层稀薄燃烧的GDI发动机根据工况不同采用混合燃烧模式：中小负荷时，为了获得较好的燃油经济性，GDI发动机的节气门保持全开，燃油在压缩冲程后期喷入燃烧室，形成非均质的混合气，在火花塞周围的混合气较浓，远离火花塞区域为稀薄混合气，全局空燃比为25~40，为分层稀薄燃烧，燃油消耗下降率高达35%；在大负荷时，为了得到较高的动力性，采用化学计量的混合气，燃油在进气冲程早期喷入燃烧室，燃油与空气在燃烧室内充分的混合，为均质当量燃烧(图4-1)；当GDI发动机全部采用均质当量混合燃烧模式时，它可以使用目前PFI发动机上广泛使用的、技术成熟的TWC满足严格排放法规的要求，从而避免了使用技术尚未成熟、对汽油硫含量要求较高的稀燃NOx催化转化器，尽管均质当量GDI发动机的节油效果不如分层稀燃的GDI，但在与其它先进技术结合下，也能获得较好的节油效果，因而成为目前国际上GDI发动机的发展主流[4]。
图4-1 GDI发动机不同工况下工作模式的选择表4-1GDI发动机的工作模式工况主要目标空燃比节气门充量负荷调节喷油正时喷油压力油速穿透燃油雾化中低负荷经济性25-40 节气门全开分层质调节压缩行程晚期高浅好大负荷动力性14.7左右开度变化均质量调节进气行程早期低深差5.1 GDI发动机的燃油喷射系统GDI发动机的不同工作模式对其喷射系统提出的要求为：既要满足全负荷时在进气行程内的喷射，而且还要满足部分负荷时在压缩行程后期即活塞接近上止点时的喷射，因此它的喷射压力要达到5-12MPa，同时为确保快速形成良好的混合气，GDI喷油器能够产生雾化程度较高的喷注，即大多数GDI若要达到较低的未燃碳氢（UBHC）排放和循环变动，其油滴的SMD应小于25μm，而进气道喷射的喷雾特性对燃烧过程的影响较小，SMD在200μm时即可满足要求；喷油器还应具有较高的动态响应性，晚喷时，它能在较窄的喷射脉宽内喷出预期数量的燃油，实现分层燃烧；此外，喷油器位于缸内，工作条件恶劣，要求它对嘴端沉积物的生成和高温有更强的耐受力。
