直喷技术2.doc

江苏汽车技师学院 教 案 QMSD-0504-26 2016年 9 月 1 日 NO： 教师姓名授课形式新 授授课时数 授课日期授课班级章节名称汽油机缸内直喷技术的介绍教学目的了解汽油机缸内直喷技术教学重点汽油机缸内直喷技术教学难点 掌握汽油机缸内直喷技术更新、补充、删节内容使用教具投影仪、电脑课外作业课后分析 教研组长 审阅 日期 授课主要内容或板书设计 电控发动机系统电路图的识读 一、GDI发动机的技术现状 1燃油供给和喷射系统 2.喷射模式 （1） “喷束引导法”(spray-guided system) （2）“壁面引导法”(wall．guided system) （3）“气流引导法”(flow-guided system) 教学环节教 学 内 容教学方法组织教学检查学生人数，宣布上课。1’导入新课4’新授内容 一、今后GDI技术研究开发方向 1.降低NOx排放的技术 （1）稀燃催化器 稀燃催化器的开发将直接影响到GDI汽油机排放问题的解决。目前开发的有稀燃催化还原型NOx催化器、NOx搜捕型等。但这些催化器都不同程度的存在转化率低、工作温度范围窄、控制复杂、性能不如传统的三元催化器等问题，还需深入研究。日本三菱公司采用稀燃NOx催化剂加三元催化剂的技术如图4-1，NOx可以达到美国加州排放标准。 （2）废气再循环 废气再循环(EGR)是通过降低缸内最高燃烧温度及氧气的相对浓度从而降低NOx排放的一种有效方法。在GDI汽油机中，因稀燃使缸内富余氧气较多，可实用较高的EGR比率而不会使燃烧恶化。如果将再循环废气与可燃混合气进行分层，减少废气与可燃混合气的掺混，保证点火时刻火花塞附近有适于着火的混合气，避免废气靠近火花塞，能大大提高EGR比率，从而大大降低NOx排放。采用电控EGR可以精确控制EGR比率，能较好地解决发动机的动力性和经济性与NOx排放之间的协调问题。 2.二次燃烧技术 二次燃烧是指在进行正常分层燃烧的怠速运转时，除了在压缩行程后期喷油外，在膨胀行程后期再次喷入少量燃油，在缸内高温、高压气体的作用下点火燃烧并使排气温度提高。三菱汽车公司采用二次燃烧和反应式排气管技术，较好地降低HC和NOx排放。通常，起动后怠速状态下的排气温度为200℃左右，使用二次燃烧可使排气温度上升到800℃。这样可大大加快催化剂开始工作的时间。反应式排气管可使发动机的排气在排气管中滞留，激活与空气的反应，并使膨胀行程后期的二次燃烧反应在排气管中继续迸行，从而加速激活催化剂，使HC排放降低。 3二次混合技术 二次混合技术是指在进气行程中先喷入所需燃料的1/4，形成极稀的匀质混合气。在压缩行程后期再次喷人剩余燃料，形成分层混合气。在火花塞点火前，缸内混合气形成超稀均质混合气和较浓的分层混合气。火花塞点火时，首先在浓混合气处形成较强的火焰，迅速向稀混合气空间传播，因火焰较强，稀混合气易点燃。稀混合气的燃烧又会反射，促进浓混合气再次燃烧，使燃料充分燃烧，减少了积炭的产生。 4均质混合压燃技术 分层稀燃GDI发动机的混合气不均匀，NOx会在燃料较稀的高温区产生，而在混合气较浓的区域易产生碳烟。在均质混合稀薄燃烧(HCCI)过程中，理论上是均匀混合气完全压燃、自燃、无火焰传播过程，这样可以阻止NOx和微粒的生成，同时能够实现较高的燃油经济性。均质压燃汽油机解决了汽油机指示热效率低的问题，空燃比不再受混合气点燃和火焰传播的限制，同时，压缩比也不受到爆燃的限制，因而，热效率大幅度提高。由于均质压燃汽油机可以在稀薄混合气中进行燃烧，NOx的生成得到抑制，减轻了尾气处理的压力。理论上HCCI燃烧可以不需要任何后处理装置即可达到欧Ⅵ或更加严格的排放法规。但是，HCCI燃烧的实现需要解决两个问题，一是在各种变动的工况和环境条件下可靠地工作，二是整个运行工况的平均热效率必须足够高，以弥补采用均质压燃造成的汽油机成本提高的补偿。 5 GDI发动机目前存在的问题 GDI发动机拥有很多优良的性能，如：油耗低、污染小、动力性能好等等。但是GDI技术同样存在着许多技术瓶颈制约了它的进一步发展和应用，亟待改进。 （1）排放问题 GDI汽油机的开发成功，极大地提高了汽油机的燃油经济性。但其排放总体上要高于工作在理论空燃比下，附加三元催化等尾气处理装置的进气道喷射汽油机。其排放问题主要有： 中小负荷下未燃H