汽油机燃烧系统
汽油机燃料供给系统的组成
汽油机燃料供给系统的组成汽油机燃料供给系统是指将汽油从油箱输送到发动机燃烧室供给燃料的一系列组成部分。
下面将详细介绍汽油机燃料供给系统的组成。
1.油箱油箱是汽车中储存汽油的地方。
一般位于车身底部，油箱的容积大小根据汽车的使用需求而定。
油箱上方有一个进油口，可以通过加油口加入汽油。
进油口上方还有一个油箱盖，用于密封油箱。
2.油泵油泵是汽车燃料系统中的重要组成部分，它的作用是将汽油从油箱抽取并输送到发动机燃烧室。
油泵一般分为机械泵和电子泵两种。
机械泵通常由凸轮轴驱动，电子泵则由电动机驱动。
3.燃油滤清器燃油滤清器是汽车燃料系统中的一个重要部件。
它的作用是过滤汽油中的杂质和污垢，保护油泵和喷油嘴等设备不受腐蚀和磨损。
燃油滤清器一般分为金属滤芯和纸质滤芯两种。
4.喷油嘴喷油嘴是汽车燃料系统中的关键部件，它的作用是将燃料喷入发动机燃烧室。
喷油嘴一般分为电喷和机械喷两种。
电喷是通过电子控制系统控制喷油量和喷油时间；机械喷则是通过机械运动来实现喷油。
5.油压调节器油压调节器的作用是根据发动机的负荷和转速等参数调节油泵的输出压力，保证燃料供给量的稳定性。
油压调节器一般是一个机械装置，通过调节弹簧的张紧力来实现调节油压。
6.油管油管是汽车燃料系统中的输送管道，主要作用是将汽油从油泵输送到发动机燃烧室。
油管一般由金属材料制成，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。
汽油机燃料供给系统是汽车发动机正常运转的重要组成部分，各个部件的协同作用可以保证发动机的高效运转和长期稳定性。
对于汽车驾驶员来说，了解和掌握汽油机燃料供给系统的组成和工作原理，可以帮助他们更好地维护和保养汽车，避免出现故障和意外。
说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及对它们的要求。
说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及
对它们的要求。
汽油机燃烧过程是指汽油在发动机中燃烧时所经过的各个阶段。
燃烧过程的各个阶段具有不同的特点和要求，下面我们就来一一介绍。
1. 吸入阶段：在吸入阶段，汽油通过进气门进入到气缸内，在此
过程中需要保证充分的进气流量和良好的压缩，从而使汽油能够充分
混合并分配到所有气缸。
2. 压缩阶段：在压缩阶段，汽油被压缩和挤压，形成高压、高温、高能的混合气，使得气缸内的压力急剧升高。
这一阶段需要高效的压
缩机构和精密的燃油喷射系统。
3. 点火阶段：在点火阶段，点火塞点亮混合气，在高温环境中将
其中反应生成大量的热能。
这一阶段需要准确的点火时间和热值。
4. 燃烧阶段：在燃烧阶段，混合气被点燃并燃烧，从而产生大量
的热能和机械能。
这一阶段需要精准的燃烧控制和高质量的燃烧室。
5. 排气阶段：在排气阶段，废气被排出气缸，从而通风并清除燃
烧过程中产生的废气。
这一阶段需要高效的排气机构和稳定的排气温度。
对于汽油机燃烧过程各个阶段的要求，主要包括：精准的配气和
进气、高效的压缩和点火、精准的混合和燃烧控制、稳定的排气和节
能降耗等。
同时，汽油机还需要经受住高温高压和复杂工况下的考验，因此对发动机的性能、耐用性、可靠性等方面提出了更高的要求。
因此，制造汽油机需要经过多次完整的燃油动力性能测试和部件
功能测试，以确保汽油机能够稳定、高效地运行。
同时，不断提高汽
油机性能、降低油耗、提高排放标准，也是当前汽车制造业的主要发
展方向。
汽油机内部工作原理图解
汽油机内部工作原理图解
汽油机的内部工作原理如下：
1. 燃油供给系统：燃油从汽油箱通过电子喷油器送入燃烧室。
2. 进气过程：气缸活塞向下运动，气缸内形成真空，进气门打开，进气气体从进气阀进入。
3. 压缩过程：气缸活塞向上运动，进气阀关闭，气缸内气体被压缩，压缩比提高。
4. 点火过程：火花塞放电，火花点燃压缩的混合气，开始燃烧过程。
5. 燃烧过程：燃烧混合物的能量释放，高温和高压气体推动活塞向下运动，将化学能转化为机械能。
6. 排气过程：废气排出，气缸活塞再次向上运动，废气由排气阀排出。
7. 循环重复：活塞循环运动，不断重复进气、压缩、燃烧和排气过程，驱动发动机持续运转。
汽车构造-汽油机燃料供给系统概述
二、车用汽油机对可燃混合气浓度的要求
1.可燃混合气浓度 汽油在燃烧前必须与空气形成可燃混合气。可燃混合气是按一定
比例混合的汽油与空气的混合物。可燃混合气中燃料含量的多少称为 可燃混合气浓度。
可燃混合气浓度有两种表示方法：过量空气系数α和空燃比A/F。
过量空气系数是理论上燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全
二、车用汽油机对可燃混合气浓度的要求
（3）浓混合气（＜1） 因汽油的含量较多，汽油分子密集，火焰传播快，它可保证汽油分子迅速找到空气
中的氧分子并与其相结合而燃烧。值在0.85～0.95范围内时，燃烧速度最快，热量损失 小，平均有效压力和汽油机功率大。因此，又称功率成分混合气。
但是，浓混合气燃烧不完全，经济性降低。 过浓的混合气（＜0.88），由于燃烧不完全，产生大量的一氧化碳，在高温高压的 作用下桥出自由碳，导致汽油机排气冒烟、放炮、燃烧室积碳、功率下降、耗油量显著 增大，排放污染严重。
三、可燃混合气形成和燃烧过程
③补燃期 从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止称为补燃期。这一阶段的燃烧主
要是明显燃烧期火焰前锋扫过的区域，部分未燃饶的燃料继续燃烧；吸附在缸 壁上的混合气层继续燃烧；部分高温分解产物（H2、O2、CO等），因在膨胀过 程中温度下降又重新燃烧，放热。由于活塞下行，压力降低，散热面积增大， 使补燃期内燃烧放出的热量不能有效地转变为功。同时排气温度增加，热效率 下降，影响发动机动力性和经济性。因此，应尽量减少补燃。正常燃烧时汽油 机补燃现象比柴油机轻得多。
为实际上可能完全燃烧的混合气，它可保证所有汽油分子获得足够的空气而完全燃 烧。因而经济性最好，故称经济成分混合气，值多在1.05～1.15范围内。但是空气过量 后燃烧速度放慢，热量损失加大，平均有效压力和汽油机功率稍有下降。 若混合气过稀时（＞1.05～1.15），因空气量过多，燃烧速度过慢，热量损失过大，导 致汽油机过热、加速性能变坏。
奥迪FSI直喷式汽油机的燃烧系统
众 集 团最 早 于 ２ ０ 年 底 第 一次 用 ００
（ ｕ ） ，百 公 里 油耗 低 于 ５ 。 Ｌ 车 Ｐｏ Ｌ
ＧＤＩ 动 机 在 缸 内 生 成 混 合 处 于燃烧 室 中央 ，进 气道 前段与 气 发
构 上的下列 要求 ：
其优点 除 了突 出的燃油 经济 性 、高 ・带 内置式 液压 支承 件 的滚 子 的全 负荷平 均压 力和低 的Ｎ ｘ Ｏ 排放 随动件 ，采 用这种滚 子 随动 件 的 目 以外 ，还在 于其 燃烧 的稳定 性 ，以 的是实现 免维 护和低 噪 声的气 门传 及批产 中对 于加 工尺 寸偏 差的不 敏 动 链 以及 减小 气缸 盖宽度— —特 别
直 译 为 燃 油 分 层 喷 射 ） 大 众 集 简 单的 对 比。 是
的奥迪燃烧方法设计的四气 门气缸
盖 概念 用于２Ｏ — Ｓ。气 流 引导 的 ． Ｆｌ Ｌ Ｆ Ｉ 系 统 主要 特 点是 ：火 花 塞 Ｓ 燃烧
缸 盖底面成 ３ 。 角 ，但 临近 气 门处 ０
团 奥 迪公 司 开 发 的 气 流 引导 型
技术与应用 Ａ Ａ（ ． ）２ １ ４ Ｐ Ｎ １ ００ ０ ｏ Ｏ －
ＡｄＦＩ ａｏｎ ｉｃＩｅｔｎ ｏ ｂｓｏ ｙｔ ｕ ＳＧ ｓｌ Ｄｅｔ ｊ ｉ ｍ ｕｔｎ ｓ ｍｌ Ｊ ｉ ｒ ｃｏ Ｃ ｅ ｎ ｉ Ｓ ｅ 固盔四
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的２０ — — Ｓ 发动机 ，奥迪公司 ．Ｌ Ｔ Ｆ ｌ 合在一起。本文 以奥迪公 司２ ０ ０３
１ ． ： 的２０ —Ｆ 发动 机 为例 介 １５ １ ．Ｌ ＳＩ
现代直喷式汽油机的工作模式的燃烧系统分析
污垢 、积炭 并增 加热 负荷 ；如 果汽 动机 就是 汽油 直接 喷射 发动 机 。直 在 上 海 国 际汽 车 展 览 会 上 推 出 ，
油 喷到 气缸 壁上 ，便 会造 成积炭 ， 喷式 汽油机 在 汽车 上 的应用 ，最 早 并于 １ ９ 年投 放 日本市 场 ，１ ９ ９６ ９７
－ 求， ： Ｉ 戈 并推出乘用车第二阶段
但是 ，与传 统 的进 气 口喷射相 气 口或在 节气 门前喷射 。
燃料 消耗 量限值 标准 并将于２ １ 年 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ比，现代ＧＤｌ ０ ２ 发动机的构造更为精
实施 乘 用车 第三 阶段 限值标 准 。为 巧 ，制 造 更 为 困 难 ，电 子 控 制 的 了节油 ，减少 温室 气体 Ｃ０ 的排 放
ｃ ｍｂｎ ｔｅ ｃ ｃ ｓＳＪｈａ Ｊ ｏｉ ｏＧＤｌ ｏ ｉ ｏｈ ｒ ｏｔ ｈ Ｌ ｓｔｒ ｔ ｅ ｅ ｅ ｃ Ｌｂ ｎ
国政府近期提 出了节能 减排 要 喷油定 时不 当 ，则容 易 冒黑 烟。
汽 油 间接喷 射所 取代 ，即改成在 进 上世 纪八 十 年代 末期 以来 ，为
此 ，传 统汽 油机 在气 缸外 生成均 质 复 杂 程 度 更 高 ，对 燃 油 的 要 求也 和 满 足 更 加 严 格 的 排 放 法规 ，重 混 合气 的工 作模 式 ，将从根 本上 对 更高 。 新 将 目光 转 向汽 油 直 接 喷射 ．即 汽 油机 的工 作过 程进 行改 革 ，寻 求 汽油 直 接喷 射 又称 缸 内直 喷 。 ＧＤＩ １ ８ 年 ，德 国大众汽 车公 司 。 ９９
汽油机燃烧室的设计原则
汽油机燃烧室的设计及发展2094021519 李杏梅农机专业摘要：本文介绍了燃烧室的设计要求，并对每一个设计原则进行了详细的论述，提出了几种新型典型燃烧室如火球高压缩比燃烧室、美国德士古燃烧系统tccs燃烧室、本田cvcc燃烧系统，并分析了他们各自的优缺点。
关键词：发动机燃烧室压缩引言：对于一辆装配完成的汽车，燃料在发动机气缸中发出的总热量其中只有约20%—45%转化为有效功，因此提高燃料利用率对于目前全球资源短缺，油价不断上涨，资源竞争激烈有很大的缓解作用。
而燃烧室作为发动机的主要部件，改进燃烧室设计无论是对于提高发动机动力性，燃油经济性都有很大的帮助。
一、燃烧室设计原则汽油机燃烧室的设计对发动机动力性、经济性、工作稳定性及排放特性有很大影响，为此，燃烧室的设计应满足以下要求。
（一）结构尽量紧凑用燃烧室的面容比—燃烧室表面积与其容积之比来表征燃烧室的紧凑性。
面容比小，燃烧室结构紧凑，从而使火焰传播距离短，燃烧可在短时间内完成、使爆燃倾向减小，还可以提高发动机压缩比。
同时，由于单位体积的表面积较小，相对散热面积小，热损失减小，发动机热效率高，面容比小，使缸壁激冷区减小，HC排放量减少。
燃烧室面容比大小取决于气缸直径与然烧室的形状，在采用小燃烧室情况下，为减少单位体积的表面积，多用半球形燃烧室。
（二）火花塞位置适当火花塞位置不同，火焰传播距离和燃烧速度的变化率也不同，从而影响汽油机的工作性能，为此，确定火花塞位置时，应考虑以下几个方面：1）应使火焰传播距离短，如火花塞布置在燃烧室中央。
2）使末端气体受热减少，如火花塞布置在排气门附近。
3）减少各循环之间的燃烧变动，保证暖机和低速稳定性好，如火花塞布置在进、排气门之间，便于利用新鲜混合气扫除火花塞周围的残余废气，使混合气易于点燃，同时应控制气流的强度，避免吹散火花。
4）确保发动机运转平稳，火花塞的位置应能使从火花塞传播开的火焰面逐渐扩大。
（三）燃烧室形状合理分布燃烧室的容积分布情况反映了混合气体的分布情况。
基于仿真的缸内直喷汽油机燃烧系统的开发与改进
关键词 ： 汽油 直接 喷射 ； 合气形 成 ； 混 浓度 分布 ； 流 ； 动能 滚 湍
Ｔｈ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆＣｏ ｕ ｔ ｎ Ｓ ｓｅ ｅ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ Ｉ ｒｖ ｍｅ ｔｏ ｍｂ ｓｉ ｙ ｔｍ ｏ
ｉ ｎ ａ ＧＤＩ Ｅｎ ｉ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｇｎ ｓ ｄ ｏ ｉ ｌｔｏ
汽
车
工
程
２１年（ ３ ０ １ 第 ３卷 ） １ 第 ０期
Ａｕｔｍｏｉ ｅＥｎ ｉ ｅｉ ｇ ｏ ｔｖ ｇｎｅ ｒｎ
２ １ ７１ ０１ ｌ
基 于仿 真 的缸 内直 喷汽 油 机燃 烧 系统 的开 发 与改 进
叶伊 苏 王伟 民 王兆 文 ， 帅韬 ， ， 一章
（ ．东风 汽 车公 司技 术 中心 ， 汉 ４ ０ ５ ； ２ １ 武 ３０８ ．华 中科 技 大 学 能 源与 动 力工 程 学 院 ， 武汉 ４ ０７ ３０ ４）
Ｙ ｅ Ｙｉｕ ｓ ．Ｗ ａ ｅｍ ｉ ｎｇ Ｗ ｉ ｎ ，Ｗ ａ ｇ Ｚｈ ｏ ｅ ’ ＆ Ｚｈａ ｈｕ ｉａ ｎ ａ ｗ ｎ ｒ ｒｔ ｎ ｕ ａ ４ ０ ５ ； ． ｅｈ ｉ ｌ ｎ ｒｆＤ ｎｆｎ ｏ ｏａｉ ，Ｗ ｈ ｎ ３０ ８ ｃ Ｃ ｅｏ ｐ ｏ
广泛应 用在 Ｇ Ｉ Ｄ 汽油机燃 烧 系统开 发 中。
刖 舌
１ Ｇ Ｉ 油机 的燃 烧 系统 Ｄ 汽
［ 摘要 ］ 以某款采用均质混合气燃烧模式 的缸 内直喷汽油机燃烧 系统 的开发为例 ， 介绍 了 Ｃ Ｄ技术 在喷雾模 Ｆ
拟 中的 应 用 。首 先 对 喷 油 器 的 喷雾 模 型 进 行 试 验 标 定 ， 后 将 标 定 好 的模 型 应 用 到缸 内 瞬 态 流 动 和 喷 雾 仿 真 中 。 然 对 最 大转 矩 点 （ ０ ｒｒ ｎ 和 额定 功 率 点 （ ０ ｒｍｎ 两 种 工 况 下 的 缸 内 流场 、 合气 形 成 过 程 和 点 火 时 刻 的 浓 度 １ ０／ ｉ） ８ ａ ５５０／ ｉ） 混 分 布进 行 详 细 分 析 ， 提 出 了改 进 建议 。最 后 对 改 进 方 案进 行 模 拟 ， 果 显示 混 合 气 形 成 质 量 明 显 改善 。 并 结 ‘
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(四)典型燃烧室
1、楔形燃烧室 2、浴盆形燃烧室 3、碗形燃烧室 4、半球形燃烧室 5、其他类型燃烧室
二、充量分层和 缸内直喷燃烧系统
(一) 分层燃烧
分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混 比变化在非常狭窄的范围内(A/F＝12.6~17) 合气分布，即在火花间隙周围局部形成具 2) 排放差，冷起动易形成油膜（fuel 的混合气，这样的燃烧系统本身具有以下 有良好着火条件的较浓混合气，空燃比在 缺点： film） 12~13.4左右；而在燃烧空的大部分区域 3) 泵气损失大 是较稀的混合气。在两者之间，为了有利 于火焰传播，混合气浓度从火花塞开始由 浓到稀逐步过渡，即形成所谓的分层燃烧 系统。
EXPERIMENT RESULTS FROM HONDA R&D:
柴油机HCCI的TOYOTA
UNIBUS燃烧系统 和NISSAN MK燃烧系统已经在一些车型上 投入使用。 GM的汽油机HCCI展示车已经上路。
GM-HCCI.FLASH
GM Demonstrates Gasoline HCCI On the road
Posted on: August 24th, 2007
2、燃烧室面容比F／V
F／V在某种意义上可以表示燃烧室的 紧凑性。一般来说，F／V大，火焰传播距 离长，容易爆燃，HC排放高(图5—21)，相 对散热面积大，热损失大。
3、火花塞位置及其性能
火花塞的位置直接影响火焰传播距离的长短，从而 影响抗爆性，也影响火焰面积扩展速率和燃烧速率。 在特制形状的燃烧弹中的试验结果表明(图5—22)， 圆锥形底部点火时，开始燃烧速率大，后期缓慢； 圆锥形顶部点火时正好相反，开始缓慢，后期快速 燃烧；圆柱形介于两者之间。楔形燃烧室与圆锥形 底部点火类似，浴盆形燃烧室与圆柱形类似。
汽油机燃烧系统 概述与展望
kongfubird @ SJTU BBS
燃烧室设计的一般要求
传统点燃式内燃机的燃烧室
燃烧室设计要点
典型燃烧室
Hale Waihona Puke 分层燃烧 分层充量及缸内直喷燃烧系统 典型缸内直喷燃烧系统简介 新型燃烧方式HCCI
一、传统点燃式内燃机的燃烧室
(一) 传统燃烧室设计的一般要求
GM SG-SIDI engine
Advantages and challenges of HCCI
Advantages of HCCI: 1. High efficiency: the elimination of throttling losses, the use of high compression ratios (similar to a CIDI engine), and a shorter combustion duration 2. good performance in emission 3. fuel-flexibility 4. lower cost than CIDI engines Main challenges ： 1. Ignition Timing Control 2. Combustion Rate Control for High-Load Engine Operation 3. Engine Cold-Start solution：use tech like VVT to switch between SI and HCCI operation from one cycle to another.
“More miles, less fuel.”——GM has fitted the 2007 Saturn Aura and the Opel Vectra with HCCI which provides up to 15 percent fuel savings while meeting future emissions standards.
4、燃烧室内的气流运动
燃烧室内形成适当强度的气流运动的有利之处： 1) 增加火焰传播速度。 2) 扩大混合气的着火界限。 3) 降低循环变动率。 4) 降低HC排放。 不利之处：过强的气流将使热损失增加，还可能 吹熄火核而失火，使HC排放增加，也是不利的。
（三）一些燃烧循环
Wankle engine cycle Two Stroke Engine cycle Otto cycle Atkinson cycle
(1)经济性高。 (2)燃烧放热率曲线等 容度高。 (3)对大气的污染小。 (4)动力性高。 (5)不出现爆燃与表面 点火等不正常燃烧。 (6)燃烧循环变动小。
(7)工作柔和，燃烧噪 声小。 (8)满足速燃要求。 (9)稀燃能力强。 (10)起动性好。 (11)瞬态特性好。 (12)EGR的承受能力 强。
（二）燃烧室的设计要点
燃烧室的设计要点
1、压缩比 2、燃烧室面容比F／V 3、火花塞位置及其性能 4、燃烧室内的气流运动 5、其他优化途径
1、压缩比
影响汽油机性能指标最重要的结构参数是压缩比，提高 压缩比可以提高汽油机的功率与经济性，但提高压缩比受 爆燃的限制。 从提高功率和经济性考虑，提高压缩比是有利的，但过 高的压缩比将使压力升高比增加 ，发动机的噪声与振动 较大，这是不允许的。此外，提高压缩比对大气污染也是 不利的。
2、福特缸内直喷燃烧系统(PROCO)
3、三菱缸内直喷分层充量燃烧系统
在高负荷时，燃油在 进气行程的早期喷入 气缸形成化学计量比 或稍浓的均质混合气， 油束不接触活塞顶面， 燃油的蒸发将使缸内 充量温度下降，充量 系数提高，所需辛烷 在部分负荷时，燃油在压缩行程后期喷向半球形的活塞 值下降，压缩比可达 凹坑，喷到凹坑的燃油向火花塞方向运动，在缸内滚流 12，发动机的整体性 能明显提高，同时采 的帮助下在火花塞附近形成浓混合气，燃烧室空间为整 用EGR降低NOx排放。 体较稀的分层混合气，稳定运转的空燃比可达40：1，燃
油消耗率大幅度降低。
三、新型燃烧方式HCCI
Category of gasoline engine
By the fuel-injection location : PFI / DI By the mixture formation process: wall-guided / spray-guided By the mode of ignition and combustion: homogeneous spark ignition / stratified spark ignition / homogeneous compression ignition
前述汽油机采用的工质是均匀的，是空燃 1) 经济性差
(二) 典型缸内直喷燃烧系统简介
1、本田CVCC分层燃烧系统 2、福特缸内直喷燃烧系统(PROCO) 3、三菱缸内直喷分层充量燃烧系统
1. 本田CVCC分层燃烧系统
副燃烧室内装有辅助进气门和火花塞，室内有5个 火焰孔与主室相通，工作中，供给副室少量浓混合 气。α =12.5～13.5，主室供给稀混合气（α =20～ 21.5），通过火焰孔适当混合，在副室及火焰孔附 近形成较浓的中间混合气层。 燃烧室内无强烈紊流，燃烧缓慢。与其他燃烧室相 比，CVCC燃烧室系统的主要优点是其排放性能好。