2.进气道喷射+缸内直接喷射系统
稀薄燃烧是降低汽油发动机油耗的重要途径,根据燃烧的基本概念,实际混合汽浓度比理论空燃比更稀(A/F > 14.7)的燃烧称为稀薄燃烧。发动机运行时,随着空燃比变稀,油耗和NOx排放均显著降低。但继续变稀时,常规进气道喷射的汽油发动机着火和燃烧就会变得不稳定,因而油耗也开始上升。图5所示不同燃烧方式的性能对比。
对乘用车汽油发动机而言,无论是非缸内直接喷射燃烧(进气道喷射),还是缸内直接喷射燃烧都各有利弊,采用高压燃油缸内直接喷射燃烧技术,可以减小泵气损失,提高充气效率,提高燃油经济性,降低CO2排放。但在低速低负荷工况缸内喷射不能确保最佳的混合汽形成,以及稀薄燃烧带来的NOx乎非放增加和净化处理变得困难。而进气道喷射具有形成均质混合汽和排放物处理简单的优点,但由于受到节气门进气节流的影响,进气量不足,限制了发动机的扭矩和功率的提高。鉴此诞生了集缸内直接喷射和进气道喷射相结合的混合喷射系统,系统组成如图6所示,喷油安装位置如图7所示。喷射系统中喷油正时与燃油喷射模式的比例由发动机燃油喷射脉谱图确定。
(1)喷油正时控制(图8)
①冷启动缸内直接喷射正时:在进气行程和压缩行程后半程进行燃油喷射,可以利用汽缸内高压缩湍流混合燃油与空气,缩短喷射时间,产生较稀薄的混合汽,混合汽A/F=15-16,改善分层燃烧效果,加快暖机过程。
②暖机后缸内直接喷射正时:根据发动机转速与负荷,在进气行程进行1次或多次喷射,使燃油和空气有充分混合时间,并且通过提高喷嘴效果优化干扰,抑制爆震趋势,混合汽A/F=14~15。
③进气道喷射正时:进气道喷射采用在进气门开启前喷射,这样燃油有充分吸热雾化时间,保证产生均质混合汽,混合汽A/F=14~15。