此外，应当指出，分层混合汽运行并不是减少换气过程泵气损失的唯一途径，可变气门正时也可以减少这种损失。如果均质混合汽燃烧的直喷式汽油机与可变气门正时装置(VVT)结合起来，其燃油耗可与分层混合汽燃烧系统相当。

1.2.燃烧系统的基本要求和特点

如何有效而稳定可靠地实现部分负荷时缸内混合汽的分层与稀薄燃烧是缸内直喷式汽油机成功的关键技术。

按照混合汽分层的机理，现代缸内直喷式汽油机的分层燃烧系统大体上可分为喷射油束引导、壁面引导和空气气流引导三种，图10示出了这些燃烧系统的结构型式。它们在混合汽的形成及其向火花塞的输送以及充量运动的产生等方面的设计思想存在着很大的不同，而喷油器和火花塞的空间布置不仅影响气缸盖的结构，而且也影响形成可供点燃的混合汽的时间和区域，因而对燃烧过程产生重大的影响。

(1)喷射油束引导

喷射油束引导的燃烧过程(图10左)由于喷油器和火花塞布置得非常紧凑，直接位于喷射油束的边缘，混合汽向火花塞的输送实际上仅依靠喷射油束的能量，在不同的发动机负荷即不同的喷油量时，获取形成混合汽所需的空气是通过调节喷射油束的物理参数—贯穿深度来实现的，而充量运动和燃烧室的几何形状的影响较小。同时，由于火花塞与喷油器之间的间距较小，其燃烧过程可用于混合汽形成的时间非常短，使得只有非常少的混合汽能够可靠地点燃，因而其分层燃烧的能力极为有限，而且混合汽的点燃是在一个过量空气系数具有很大梯度的范围内实现的，因而对于局部过量空气系数的波动(例如因喷射油束的差异)反应极其敏感，其燃烧过程强烈地依赖于喷射油束的形状及其特性的误差。另一方面，喷射油束对火花塞的直接撞击，不仅会导致采用普通电极材料的火花塞寿命缩短，而且还出现了难以解决的火花塞易于积胶等方面的问题。此外，这种喷射油束引导的燃烧系统由于喷油器必须紧靠火花塞，至少在四气门汽油机的情况下，还带来一个附加的缺点，即会明显地减小气门尺寸。

(2)壁面引导

对于壁面引导的燃烧过程(图10中)，喷油器与火花塞彼此之间的间距较大，此时燃烧室壁面(由燃烧室凹坑的几何形状来调整)将喷射的燃油导向火花塞，同时进气道和燃烧室凹坑几何形状所产生的充量运动(滚流或涡流)起到了辅助作用。在这种燃烧过程中，在着火之前有较长的混合汽准备时间，因此能够在较大的区域内形成可点燃的空燃混合汽，从而使得这种壁面引导的燃烧过程对喷油的误差并不敏感。

(3)空气气流引导

空气引导的燃烧过程(图10右)主要是依靠充量运动(滚流或涡流)将燃油中已准备好的气态部分从喷射油束输往火花塞，并且还必须确保在喷射油束和充量运动的共同作用下，在发动机负荷/转速特性场的宽广范围内，获得

足够多的充量分层和混合汽均质化。

虽然根据混合汽形成的机理按上述方式来分类，但是实际上存在着各种方式相互交叉的情况，其中各种因素并存且相辅相成，需应用这些机理的组合效应来达到充量分层的效果，并确保其稳定可靠地运行。例如壁面引导和空气气流引导两种机理往往是无法分离而独立存在的，只仅是以一种机理为主而另一种机理为辅，起到相互支持的效果。特别是进气道和燃烧室凹坑几何形状所产生的充量运动(滚流或涡流)，不仅能在充量分层时起到主导作用，而且强烈的充量运动在晚些时候蜕变成较小幅度的涡流，它们有助于混合汽的均质化以及随后燃烧过程中的物质交换，促进充量的完全燃烧。

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