稀薄燃烧技术

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。

汽油机稀薄燃烧控制技术李庆海【摘要】The vehicle gasoline engine rareness burning technology,can greatly improve the fuel economy of engine emission and improve performance,and has great potential of development,it is an inevitable trend in the development of internal combustion engine technology. The rareness burning technology based on the mixture stratified combustion, and on the basis of how to form in cylinders for mixture of concentration gradient distribution is the key to the rareness burning technology. This paper introduces the gasoline en- gine combustion mode,PFI thin combustion technology,GDI combustion technology and rareness burning gasoline engine control method.%车用汽油机采用稀薄燃烧技术，能大幅度地提高燃油的经济性并改善发动机排放性能，具有巨大的发展潜力，是内燃机技术发展的必然趋势。

稀薄燃烧技术建立在混合气分层燃烧的基础上，在气缸内如何形成适合的混合气浓度梯度分布是稀薄燃烧的关键技术。

介绍汽油机稀薄燃烧方式、PFI稀薄燃烧技术、GDI稀薄燃烧技术和汽油机稀薄燃烧控制方法。

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。

发动机稀燃技术稀燃是稀薄燃烧的简称，指发动机在实际空燃比大于理论空燃比的情况下的燃烧，空燃比可达25:1，甚至更高。

稀薄燃烧不仅使燃料的燃烧更加完全，而且也减少了换气损失，同时辅以相应的排放控制措施，大大降低了汽油机的有害排放物，因此具有良好的经济性和排放性能。

稀薄燃烧可以提高发动机燃料经济性的主要原因是，由于稀混合气中的汽油分子有更多的机会与空气中氧分子接触，燃烧完全。

采用稀混合气，由于气缸内压力低、温度低，不易发生爆燃，则可以提高热效率。

燃用稀混合气，由于其燃烧后最高温度降低，一方面使通过汽缸壁的传热损失较小，另一方面燃烧产物的离解损失减少，使热效率得以提高。

且当采用稀薄混合气燃烧时，由于进入缸内空气的量增加，减小了泵吸损失，这对汽油机部分负荷经济性的改善非常有利。

另外，稀薄燃烧时燃烧室内的主要成分O2和N2的比热容较小，多变指数K 较高，因为发动机的热效率高，燃油经济性好。

从理论上讲，混合气越稀，热效率越高。

但就普通发动机来说，当过量空气系数α>1.05~1.15后，油耗反而增加。

这是由于混合气过稀时，发动机混合气分配的均匀性变得更加敏感，循环变动率增加，个别缸失火的概率增加；等等，如果不解决这些问题，盲目地调稀混合气，不但不能发挥稀混合气理论上的优势，反而会费油。

燃用混合气的技术途径1）使汽油充分雾化，对均质燃烧要保证混合气均匀及各缸混合气分配均匀。

消除局部区域混合气偏稀的现象，避免电喷发动机调整时的有意加浓；同时，使缸内混合气的实际含量有所增加，失火及不稳定现象就会大大减少，发动机便可以在较稀混合气含量的条件下工作。

要是汽油充分雾化，可以在预热、增加进气流的速度、增强进气流的扰动、增加汽油的乳化度以及使汽油分子磁化等方面采取措施。

2）采用结构紧凑的燃烧室。

使压缩时形成挤流，以提高燃烧速度，从而提高燃烧效率，减少热损失。

一般采用火花塞放在正中的半球形或蓬顶形燃烧室，或其他紧凑型的燃烧室。

谈发动机稀薄燃烧技术作者：普忠正来源：《读写算·素质教育论坛》2016年第04期中图分类号：G718.1 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）04-0114-02稀薄燃烧是提高燃油经济性的重要手段，发动机稀薄燃烧技术是为了让混合气得到更加充分的燃烧，达到减低油耗和排放的目的。

稀薄燃烧应用于汽油机缸内直接喷射技术，因此，要实现分层燃烧必须基于缸内直喷。

近些年来，对以分层稀薄燃烧缸内直喷汽油机为代表的新型稀薄燃烧模式的研究和应用极大地提高了汽油机的燃油经济性。

一、稀薄燃烧的概述稀薄燃烧FSI是Fuel Stratified Injection的英文缩写，意指燃油分层喷射。

什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，空燃比可达30～40∶1。

理论上，一份汽油完全燃烧需14.7份空气。

即理论空燃比为14.7。

一般发动机只有在中等负荷时以稍稀的经济混合气，空燃比在16～18∶1范围内运转，完全混合时，40∶1的混合气是无法点燃的。

稀薄燃烧技术的最大特点就是燃烧效率高，经济、环保，同时还可以提升发动机的功率输出。

因为在稀薄燃烧的条件下，由于混合气点火比理论空燃条件下困难，爆燃也就更不容易发生。

因此，可以采用较高的压缩比设计提高热能转换效率，再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧，所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。

二、稀薄燃烧发动机的特点1.缸内直喷实现分层燃烧的前提是缸内直喷（又叫GDI），喷油器安装在汽缸盖上，将汽油直接喷入气缸。

且喷油压力可达5Mpa（缸外喷射方式汽油的喷油压力0.1～ 0.5Mpa），这归功于一个高压油泵的作用。

与传统汽油机不同，缸内直喷发动机类似柴油机高压共轨系统，汽油泵从油箱吸出燃油，经过高压泵加压，存在高压分配管（共轨），再送至各缸喷油器。

喷油器接收ECU信号将高压汽油喷入气缸，如图1所示。

（图1）2.涡流的形成和分层燃烧涡流的形成的实现分层燃烧的关键。

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。

汽车“稀薄燃烧技术”解析汽车“稀薄燃烧技术”解析2020-07-11 11:27:0什么是稀薄燃烧？稀薄燃烧是指空燃比大于理论空燃比（14.7∶1）时的燃烧。

这是提高燃油经济性的重要手段，发动机稀薄燃烧技术是为了让混合气得到更加充分的燃烧，达到降低油耗和排放的目的。

稀薄燃烧应用于汽油机缸内直接喷射技术。

因此要实现分层燃烧，必须基于缸内直喷，缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术可以分为均质稀燃和分层燃烧两种燃烧模式。

2怎样实现稀薄燃烧？① 进气道的形状改变，即传统的进气道改为螺旋式进气道，使气流流动更为合理，有利于火花塞及火焰的迅速传递。

② 采用无级调节气门正时系统VVT-i，改变进气门定时角度以满足不同工况、不同转速下的进、排气效应，从而保证发动机的工作稳定。

③ 采用大口径喷油器，通过提高燃油压力，使燃油能准时准确充分地喷入汽缸内。

④采用宽带氧传感器。

3稀薄燃烧有什么优点？稀薄燃烧系统能使燃油发挥出最大的效率，使汽油机燃烧室内的燃烧更加安全，不但大大地降低了汽油机的燃油消耗率，也大大地改善了汽油机的尾气排放。

缸内直喷使汽油机（GDI）超稀薄空燃比的利用和工作方式的改变有了不少的优点，如取消节流降低了泵气损失，燃油蒸发引起了缸内温度的降低，提高了汽油机可工作的压缩比；燃油在进气行程中对进气的冷却，提高了充气效率等。

这些优点可以使发动机燃油经济性提高25%左右，动力输出也比进气道喷射的汽油机增加了将近10%。

GDI发动机除了温室气体排放较少外，由于其冷却启动迅速快捷，很少需要冷启动加浓，因而可以大幅度降低冷启动时未燃碳氢化合物的排放。

4稀薄燃烧原理是什么？简单来说，就是用增加发动机进气系数的方式达到完善的燃油燃烧环境。

一般发动机节气门设计的开启角度以及开启时间都无法达到“微调”的工作状态，例如发动机1000r/min和1100r/min时所需要的空气进气量不同，而通过传统的发动机各个感应器无法侦测这么细微的差距，节气门的工作方式不会随着发动机工作“随时”调整开启角度，而是根据各个传感器传送来的信息于下次工作时修改指令，因此有一些燃油是被迫压入发动机机室，然后随尾气排出车外，造成燃油浪费，同时尾气排放含有过多的未充分燃烧的碳氢化合物。