作业帮为什么汽油机不可以像柴油机那样,在汽缸上方直接装喷油嘴?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/04 00:18:37
为什么汽油机不可以像柴油机那样,在汽缸上方直接装喷油嘴?
为什么汽油机不可以像柴油机那样,在汽缸上方直接装喷油嘴?
为什么汽油机不可以像柴油机那样,在汽缸上方直接装喷油嘴?
可以!那是汽油直喷技术!
FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写,意指燃油分层喷射.燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种.什么叫稀燃?顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低,汽油与空气之比可达1：25以上.
大众FSI发动机利用一个高压泵,使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门.它的特点是在进气道中已经产生可变涡流,使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内,以分层填充的方式推动,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围.如果稀燃技术的混合比达到25：1以上,按照常规是无法点燃的,因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式.通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气,混合比达到12：1左右,外层逐渐稀薄.浓混合气点燃后,燃烧迅速波及外层.
FSI特点是：能够降低泵吸损失,在低负荷时确保低油耗,但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体.下面分别详细阐述：
FSI发动机按照发动机负荷工况,基本上可以自动选择2种运行模式.在低负荷时为分层稀薄燃烧,在高负荷时则为均质理论空燃比（14.6-14.7）燃烧.在这两种运行模式中,燃料的喷射时间有所不同,真空作动的开关阀进行开启/关闭.在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中,燃油则是在进气冲程中喷射.理论空燃比的均质混合气易于燃烧,不必借助涡流作用,因此,由于进气阻力减少,开关阀打开.而在全负荷以外,进行废气再循环,限制泵吸损失,由于直喷化而使压缩比提高到12.1,即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中,仍能降低燃油耗.进一步说,在FSI发动机中,在低负荷与高负荷之间,作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧,在这种运行模式中,燃油在进气冲程喷射,并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流,开关阀被关闭.这时,阻碍燃烧的废气再循环（EGR）暂不进行.与均质理论空燃比燃烧不同的是,吸入空气量超过燃油的喷射量.
如上所述,根据FSI发动机运转状态,在分层稀薄燃烧到均质理论空燃比燃烧过程中,空燃比连续变化.因此,三效催化转化器不能够净化排放气体中的NOx.这是因为三效催化转化器要利用排气中的HC或CO进行NOx还原反应的缘故.在稀薄燃烧中,在排放气体中残留很多氧气,不能进行NOx还原反应.为了使NOx吸储型催化剂获得高效功能,其温度必须保持在250-500℃范围内.当超过这一温度范围发动机会自动转换到均质理论空燃比燃烧,并通过三效催化转化器进行废气处理.然而这又与燃油经济性下降相关,为此,必须增加废气冷却装置.利用这种冷却装置,排放气体通过NOx吸储型催化转化而被冷却,由于稀薄燃烧的范围宽,催化转化器的寿命也延长.然而,NOx吸储型催化转化器会受到硫侵蚀而中毒,所以必须把汽油中的含硫量尽量降低到最少.但是,如前所述,含硫低的汽油不是到处能供应的.大众汽车公司采取的措施是,把催化剂反应温度提高到650°以上,从而把附着在催化剂上的硫通过燃烧而加以消除.
在高速行驶时,能够保持这样高的催化剂温度,但是,在城市内行驶时则催化剂温度下降,就不能烧除附着在催化剂的硫.为此,通过NOx传感器监视硫附着在催化剂上的程度,根据监测情况提高排放气体的温度.作为其措施,一般采用点火正时延迟,尽管这样做会引起燃油经济性恶化,但是为了净化处理NOx,这是不得已而为之.