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摘要：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。气流导向方式通过燃烧室结构形状设计，配合进气道的导向作用，在气缸内形成涡流和滚流，配合喷射时间实现混合气浓度分层分布，在适当位置设置火花塞可靠点燃混合气。
二、稀薄燃烧控制技术
缸内直喷技术的使用不仅使燃油得到了良好的燃烧，还减少了不必要的浪费以及在燃烧过程中的爆燃影响。为了提高发动机整体的工作效率，我们的稀薄燃烧技术是在汽车电脑的精确控制下进行工作的，当空气传感器接收到车辆进气信号的同时会以最快的速度进行换算，使我们的发动机喷油系统得到信号进行喷油工作，使喷油器器喷出的燃油量与进气量达到最佳空燃比16.7左右，提高燃烧的效率，使其维持在完全燃烧的状态.
1.GDl分层稀薄燃烧
缸内直喷汽油机的启喷压力为2 MPa，采用螺旋气道在缸内产生一定强度的进气涡流，沿气流方向火花塞布置在喷油器下游的油束下方。喷油器顺气流喷射时在缸内气流的作用下喷雾偏向火花塞方向扩散，形成火花塞附近为浓混合气的分层分布。对应喷射时间控制点火时刻实现可靠着火并向稀薄混合气扩散燃烧；已燃气体被气流带离火花塞区，新鲜气体带入喷油区，依次循环工作。
2.GDI滚流分层稀薄燃烧
（1）对应切向进气道利用燃烧室结构形状，在压缩过程中缸内形成压缩滚流，随压缩过程的进行滚流越来越强，配合喷射时间在缸内形成不同的混合气浓度分层分布，空燃比可达到40，燃油经济性提高30%，采用40%的EGR率可降低NOx排放达90%。根据发动机不同工况控制喷油器的早喷射和晚喷射，可实现均质燃烧和分层燃烧，也可从小负荷到大负荷实现分层稀薄燃烧。
（2）采用直立式进气道，进气过程中在气缸内直接产生进气滚流，结合压缩过程中不断加强的滚流强度控制最佳喷射时间，在缸内形成混合气浓度的分层分布，空燃比可达到50，能有效改善发动机的经济性和排放特性。
三、GDI的排放
1.中小负荷下UBHC的排放
GDI油气的混合主要是依靠喷雾和缸内的空气运动，冷起动时无需过量供油，有效地解决，PF玲起动时uBHC排放过多的问题。但是GDI在中小负荷的情况下，其UBHC的排放仍然较多。主要原因是：
（1）jDl在此工况燃油在压缩行程后期被喷射入气缸内，雾化时间不足，油气不能充分混合，在燃烧室内产生局部混合气过浓。
（2）大量的浓混合气集中在火花塞附近，使得火焰在向周围稀混合气传播时，因混合气过稀而熄灭。
（3）由于GDl发动机压缩比较高，使得残留在狭缝容积中的Hc增加。
（4）EGR率过高会导致进气中新鲜空气过少，即再循环废气会导致燃烧变差。
2.NOx的排放和后处理
目前，GDI对N（）X排放的控制主要依靠F（求和稀燃N（）x催化转化器。当前的稀燃NOx催化转化器包括富氧条件下的沸石和贵金属催化转化器，NOx捕集器，选择性de-NOx催化转化器以及等离子系统。N0x储存还原催化技术有很高的转化效率，在稀薄燃烧的条件下，其对NOx的转化效率可达到90%以上，同时可对Hc和NO进行很好地转化。它的缺点就是受燃油中的硫含量影响很大，随着硫含鼍的增加，其净化性能会急速下降。
四、空燃比反馈控制式稀薄燃烧技术
利用空燃比传感器测出排气中的氧浓度，由此求出该循环空燃比的大小，进行下一循环空燃比的反馈控制。空燃比传感器输出的信号为模拟信号，对该信号进行A/D转换，经调幅等前处理后，再输入到ECU中进行排气中氧浓度的测量，并利用储存在ROM中由发动机工况确定的目标空燃比的脉谱图，算出该工况下排气中的目标氧浓度。然后将目标值与实测值进行比较，求出偏差量，并对偏差量进行修正，确定最终的喷射持续时间。
结语：
汽车的应用是世界发展趋势的必然选择，在人类的生产生活过程当中，汽车的应用价值已经远远的超出了人们的想象。但是随着世界能源消耗的日益严重只有不断的改善汽车在能源方面的使用效率才是长远之计。而缸内直喷稀薄燃烧技术不仅解决了缸外直喷所带来的燃油消耗，还解决了缸内燃烧中汽油燃烧不完全的问题，使其达到了在稀薄程度中汽油燃烧的最佳空燃比。有效的促进了我国汽车产业的发展，为我国汽车稀薄燃烧技术在以后的应用发展过程当中打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]高淑彦.汽油机稀薄燃烧与缸内直喷技术[J].民营科技，2016（8）：36-36；
[2]赵宝平，董旻.浅析汽油机稀薄燃烧控制技术[J].汽车与驾驶维修：维修版，2016（9）：32-35.
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。气流导向方式通过燃烧室结构形状设计，配合进气道的导向作用，在气缸内形成涡流和滚流，配合喷射时间实现混合气浓度分层分布，在适当位置设置火花塞可靠点燃混合气。
二、稀薄燃烧控制技术
缸内直喷技术的使用不仅使燃油得到了良好的燃烧，还减少了不必要的浪费以及在燃烧过程中的爆燃影响。为了提高发动机整体的工作效率，我们的稀薄燃烧技术是在汽车电脑的精确控制下进行工作的，当空气传感器接收到车辆进气信号的同时会以最快的速度进行换算，使我们的发动机喷油系统得到信号进行喷油工作，使喷油器器喷出的燃油量与进气量达到最佳空燃比16.7左右，提高燃烧的效率，使其维持在完全燃烧的状态.
1.GDl分层稀薄燃烧
缸内直喷汽油机的启喷压力为2 MPa，采用螺旋气道在缸内产生一定强度的进气涡流，沿气流方向火花塞布置在喷油器下游的油束下方。喷油器顺气流喷射时在缸内气流的作用下喷雾偏向火花塞方向扩散，形成火花塞附近为浓混合气的分层分布。对应喷射时间控制点火时刻实现可靠着火并向稀薄混合气扩散燃烧；已燃气体被气流带离火花塞区，新鲜气体带入喷油区，依次循环工作。
2.GDI滚流分层稀薄燃烧
（1）对应切向进气道利用燃烧室结构形状，在压缩过程中缸内形成压缩滚流，随压缩过程的进行滚流越来越强，配合喷射时间在缸内形成不同的混合气浓度分层分布，空燃比可达到40，燃油经济性提高30%，采用40%的EGR率可降低NOx排放达90%。根据发动机不同工况控制喷油器的早喷射和晚喷射，可实现均质燃烧和分层燃烧，也可从小负荷到大负荷实现分层稀薄燃烧。
（2）采用直立式进气道，进气过程中在气缸内直接产生进气滚流，结合压缩过程中不断加强的滚流强度控制最佳喷射时间，在缸内形成混合气浓度的分层分布，空燃比可达到50，能有效改善发动机的经济性和排放特性。
三、GDI的排放
1.中小负荷下UBHC的排放
GDI油气的混合主要是依靠喷雾和缸内的空气运动，冷起动时无需过量供油，有效地解决，PF玲起动时uBHC排放过多的问题。但是GDI在中小负荷的情况下，其UBHC的排放仍然较多。主要原因是：
（1）jDl在此工况燃油在压缩行程后期被喷射入气缸内，雾化时间不足，油气不能充分混合，在燃烧室内产生局部混合气过浓。
（2）大量的浓混合气集中在火花塞附近，使得火焰在向周围稀混合气传播时，因混合气过稀而熄灭。
（3）由于GDl发动机压缩比较高，使得残留在狭缝容积中的Hc增加。
（4）EGR率过高会导致进气中新鲜空气过少，即再循环废气会导致燃烧变差。
2.NOx的排放和后处理
目前，GDI对N（）X排放的控制主要依靠F（求和稀燃N（）x催化转化器。当前的稀燃NOx催化转化器包括富氧条件下的沸石和贵金属催化转化器，NOx捕集器，选择性de-NOx催化转化器以及等离子系统。N0x储存还原催化技术有很高的转化效率，在稀薄燃烧的条件下，其对NOx的转化效率可达到90%以上，同时可对Hc和NO进行很好地转化。它的缺点就是受燃油中的硫含量影响很大，随着硫含鼍的增加，其净化性能会急速下降。
四、空燃比反馈控制式稀薄燃烧技术
利用空燃比传感器测出排气中的氧浓度，由此求出该循环空燃比的大小，进行下一循环空燃比的反馈控制。空燃比传感器输出的信号为模拟信号，对该信号进行A/D转换，经调幅等前处理后，再输入到ECU中进行排气中氧浓度的测量，并利用储存在ROM中由发动机工况确定的目标空燃比的脉谱图，算出该工况下排气中的目标氧浓度。然后将目标值与实测值进行比较，求出偏差量，并对偏差量进行修正，确定最终的喷射持续时间。
结语：
汽车的应用是世界发展趋势的必然选择，在人类的生产生活过程当中，汽车的应用价值已经远远的超出了人们的想象。但是随着世界能源消耗的日益严重只有不断的改善汽车在能源方面的使用效率才是长远之计。而缸内直喷稀薄燃烧技术不仅解决了缸外直喷所带来的燃油消耗，还解决了缸内燃烧中汽油燃烧不完全的问题，使其达到了在稀薄程度中汽油燃烧的最佳空燃比。有效的促进了我国汽车产业的发展，为我国汽车稀薄燃烧技术在以后的应用发展过程当中打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]高淑彦.汽油机稀薄燃烧与缸内直喷技术[J].民营科技，2016（8）：36-36；
[2]赵宝平，董旻.浅析汽油机稀薄燃烧控制技术[J].汽车与驾驶维修：维修版，2016（9）：32-35.