汽油稀薄燃與缸內(nèi)噴射FSI-GDI技術(常用版)

汽油稀薄燃與缸內(nèi)噴射FSI-GDI技術（常用版）(可以直接使用，可編輯完整版資料，歡迎下載）

汽油機稀薄燃與缸內(nèi)噴射技術汽油稀薄燃與缸內(nèi)噴射FSI-GDI技術（常用版）(可以直接使用，可編輯完整版資料，歡迎下載）稀薄燃燒什么叫稀燃？顧名思義就是發(fā)動機混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達1：25以上。稀薄燃燒的關鍵技術汽車汽油發(fā)動機實現(xiàn)稀燃的關鍵技術歸納起來有以下三個主要方面：

2.1提高壓縮比

采用緊湊型燃燒室，通過進氣口位置改進使缸內(nèi)形成較強的空氣運動旋流，提高氣流速度；將火花塞置于燃燒室中央，縮短點火距離；提高壓縮比至13：1左右，促使燃燒速度加快。

2.2分層燃燒

如果稀燃技術的混合比達到25：1以上，按照常規(guī)是無法點燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運動在火花塞周圍形成易于點火的濃混合氣，混合比達到12：1左右，外層逐漸稀薄。濃混合氣點燃后，燃燒迅速波及外層。

為了提高燃燒的穩(wěn)定性，降低氮氧化物（NOx），現(xiàn)在采用燃油噴射定時與分段噴射技術，即將噴油分成兩個階段，進氣初期噴油，燃油首先進入缸內(nèi)下部隨后在缸內(nèi)均勻分布，進氣后期噴油，濃混合氣在缸內(nèi)上部聚集在火花塞四周被點燃，實現(xiàn)分層燃燒。

2.3高能點火

高能點火和寬間隙火花塞有利于火核形成，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短，燃燒速度增快，稀燃極限大。有些稀燃發(fā)動機采用雙火花塞或者多極火花塞裝置來達到上述目的。

以上三點只是對整體汽油發(fā)動機稀燃技術而言，具體到某種機型會有所偏重。因為各種汽油發(fā)動機稀燃方式的技術措施不完全一樣，甚至同一部發(fā)動機在不同的工況下稀燃方式也會不完全一樣。有些著重缸內(nèi)氣流運動及燃油分布的配合，重點在分層燃燒。有些著重加大點火能量、增快火焰?zhèn)鞑ニ俣群涂s短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，重點在高能點火。三、稀燃技術的發(fā)展歷程在20多年前就已經(jīng)有人在研究稀燃技術。面對21世紀70年代初歐美國家的排放規(guī)定以及石油危機引起的降低油耗的需求，人們探索了由稀混合氣運行，用氧化催化劑凈化排氣的方法，采用了一種帶副燃燒室的發(fā)動機。這種由豐田及本田公司發(fā)明的燃燒方式由于從副燃燒室噴出火焰會造成熱能損失，稀混合氣發(fā)動機改進對油耗的效果不明顯。

從那以后，隨著進氣口的改進，氣缸內(nèi)旋渦生成技術的進步，由通用、福特、豐田、本田、日產(chǎn)等汽車公司先后搞成的開口式燃燒室可以形成比帶副燃燒室還好的稀薄混合氣燃燒，并且隨著進氣口燃料噴射技術的發(fā)展和稀混合氣傳感器技術的開發(fā)，精密控制空燃比已成為可能。80年代中期，豐田正式使稀混合氣發(fā)動機（T－LCS）產(chǎn)品化，三菱、本田也相繼將其產(chǎn)品實行產(chǎn)品化。

進入90年代，三菱汽車公司研制出來的缸內(nèi)直噴技術使稀燃技術又進了一步。目前，各大公司都擁有自己的稀燃技術，其共同點都是利用缸內(nèi)渦流運動，使聚集在火花塞附近的混合氣最濃，先被點燃后迅速向外層推進燃燒，并有較高的壓縮比。

比較著名的三菱缸內(nèi)噴注汽油機（GDI），可令混合比達到40:1。它采用立式吸氣口方式，從氣缸蓋的上方吸氣的獨特方式產(chǎn)生強大的下沉氣流。這種下沉氣流在彎曲頂面活塞附近得到加強并在氣缸內(nèi)形成縱向渦旋轉流。在高壓旋轉噴注器的作用下，壓縮過程后期被直接噴注進氣缸內(nèi)的燃料形成濃密的噴霧，噴霧在彎曲頂面活塞的頂面空間中不是擴散而是氣化。

這種混和氣被縱向渦旋轉流帶到火花塞附近，在火花塞四周形成較濃的層狀混和狀態(tài)。這種混合狀態(tài)雖從燃燒室整體來看十分稀薄，但由于呈現(xiàn)從濃厚到稀薄的層狀分布，因此能保證點火并實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。

大眾的直噴汽油發(fā)動機（FSI），則是采用了一個高壓泵，汽油通過一個分流軌道（共軌）到達電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點是在進氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進氣流形成最佳的渦流形態(tài)進入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。

本田最新的VTEC發(fā)動機也將采用稀燃技術。這款取名為VTEC－i2.0升發(fā)動機將比一般本田發(fā)動機省油20%，其特點是將VTEC技術與稀燃技術相結合，也是當?shù)娃D速時令其中一組進氣門關閉，在燃燒室內(nèi)形成一道稀薄的混合氣體渦流，層狀分布集結在火花塞周圍作點燃引爆，從而起到稀薄燃燒作用。

自從一九九四年，日本三菱公司率先宣布它的裝有缸內(nèi)直噴式(GDI，GasolineDirectInjection)發(fā)動機的汽車即將上市，以及隨著日益嚴格的排放法規(guī)和能源危機，促使世界各主要汽車和發(fā)動機廠商，紛紛開始研究GDI發(fā)動機了。到目前為止，國外已有許多著名的汽車公司如豐田、三菱、福特、奧迪、本田、雷諾、AVL等都已開發(fā)了比較成熟的GDI機型和產(chǎn)品。我國在這方面的研究相對落后些，西安交通大學開發(fā)了缸內(nèi)直接噴射周向分層燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點是利用具有非均勻性周向分布的機械式噴嘴實現(xiàn)周向分層。四、GDI缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)4.1GDI優(yōu)點GDI發(fā)動機是在適當?shù)那S轉角，將汽油直接噴入汽缸中，因而它兼有柴油機熱效率高和汽油機升功率大的特點。較之傳統(tǒng)的進氣道噴射式發(fā)動機(PFI)，GDI發(fā)動機具有許多明顯的優(yōu)勢。a．冷啟動時未燃碳氫(UBHC)排放少。這主要是由于GDI不會在進氣道表面形成油膜，允許用較大的廢氣再循環(huán)(EGR)率。b．GDI發(fā)動機可以不再使用節(jié)氣門來調(diào)節(jié)負荷，而是利用缸內(nèi)空燃比的變化來達到發(fā)動機的工況要求，這就避免了PFI發(fā)動機部分負荷時節(jié)氣門所引起的節(jié)流損失，并提高了發(fā)動機在部分負荷時的容積效率，燃油經(jīng)濟性也隨之得以改善。c．啟動快。GDI通常在第一個循環(huán)或第二個循環(huán)就可著火，而PFI則至少需要l0個循環(huán)以上才能著火。d．燃油經(jīng)濟性有進一步改善，燃油消耗下降率高達35%。e．瞬態(tài)反應快、對空燃比的控制更精確及具有系統(tǒng)進一步優(yōu)化的潛能。4.2GDI的電子控制策略GDI中最關鍵的是要控制好混合氣濃度在空間的分布及其隨時間的變化，依靠采用高精度的高壓噴油嘴、缸內(nèi)氣流控制技術、根據(jù)運轉區(qū)域切換燃燒模式、使噴油嘴遠離火花塞以保證可靠點火等措施，可達到高燃油經(jīng)濟性和高性能。如圖1GDI電控系統(tǒng)基本工作原理圖。發(fā)動機電制軟件油泵、噴油器傳感器、開關故障指示燈發(fā)動機監(jiān)控/標定軟件RS-232ECUCAN噴射控制故障診斷發(fā)動機管理圖1GDI電控系統(tǒng)基本工作原理圖4.3分層控制策略現(xiàn)代GDI通常是根據(jù)大、小負荷區(qū)不同的要求，采用不同的混合燃燒模式來改善其燃油經(jīng)濟性的。在中小負荷區(qū)域，要求有良好的燃油經(jīng)濟性，因而通常采用壓縮沖程中噴油實現(xiàn)分層燃燒的控制模式，即在壓縮沖程后期向缸內(nèi)噴油，并通過活塞頂部形狀和氣流運動來限制其擴散，使噴射到氣缸內(nèi)的燃油所形成的可燃混合氣集中在火花塞周圍，而在火花塞外周部的極稀薄混合氣與層狀空氣則形成了分層混合氣，使燃燒在整體空燃比30～40的超稀薄混合氣下進行，此時尚有足夠的過量空氣可供在短時間內(nèi)燃盡燃燒生成的黑煙。由于此時GDI放棄使用節(jié)氣門節(jié)流，因而可以減少發(fā)動機的泵氣損失，過量的空氣還會吸收氣缸壁上的熱量，降低了熱損失，從而大幅度改善燃油耗。圖2為豐田2.0L雙頂置凸輪軸GDI發(fā)動機的分層進氣控制方法：在活塞頂上有漸開線形的燃燒室凹坑，位于渦流運動上游較窄的區(qū)域a是混合氣形成的主要區(qū)域；較寬的區(qū)域b是主要燃燒空間，用以促進混合氣快速擴散。設計成漸開線形凹坑的c是為便于蒸發(fā)的燃油流向火花塞。凹坑壁的角度和凹坑深度也進行了優(yōu)化，以適于混合氣形成，同時防止混合氣擴散流出凹坑。在高負荷區(qū)域，要求提高發(fā)動機扭矩和功率，必須采取略稀或理論當量的混合氣或濃混合氣。故此時發(fā)動機采用進氣沖程噴油，實現(xiàn)均質燃燒的控制模式。即在進氣沖程早期向氣缸內(nèi)噴射燃油，使其可在整個燃燒室內(nèi)均勻擴散，在點火時刻形成預混燃燒的均質混合氣。此時由于燃油汽化時吸收了汽化潛熱，使得缸內(nèi)充量得到了冷卻，增大了空氣密度，在提高體積效率的同時還減少了爆震的傾向，使發(fā)動機的壓縮比可上升到12，提高了熱效率，發(fā)動機以接近理論空燃比14.7：1圖2豐田D-4分層混合氣的控制策略控制模式的切換通過噴油定時的變換來實現(xiàn)。切換時要注意切換前后扭矩的一致，以防扭矩變化帶來振動。為此，三菱、豐田等公司在模式切換時采用了二段噴射技術，即在進氣行程中噴射一部分燃料，以便在燃燒室全空間內(nèi)形成稀薄的預混合氣。第二次在即將點火之前向火花塞噴射，以保證稀混合氣的穩(wěn)定著火和分層燃燒。據(jù)報道采用二段噴射技術的GDI發(fā)動機可實現(xiàn)從中小負荷區(qū)向大功率區(qū)的平穩(wěn)過渡，并可降低缸內(nèi)的氣體溫度，從而抑制了爆震的發(fā)生，增加了功率的輸出。4.4扭矩控制策略對扭矩的控制實際上就是對發(fā)動機噴油量的控制。通常情況下，GDI主要是根據(jù)油門踏板的位移量來確定應有的扭矩，并由負荷的高低來切換對扭矩的調(diào)節(jié)方式。從理論上講GDI可以不使用節(jié)氣門，但實際上它還是配備了電動節(jié)氣門。這其中最主要的原因是GDI在大負荷工況下工作時需要均勻混合氣；其次是在應用EGR降低NOx排放時，需要有節(jié)流閥控制的進氣歧管的真空度；再次，傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)制動時也需要真空度；最后，低負荷時沒有節(jié)流閥排氣溫度會非常低，降低了催化劑的轉化效率。因此，當發(fā)動機的扭矩和轉速對應于低工況區(qū)時，電動節(jié)氣門就保持全開，發(fā)動機在保持進氣量基本不變的情況下，通過改變空燃比來調(diào)節(jié)每循環(huán)的噴油量，進而對扭矩實行控制。這時發(fā)動機采用的調(diào)節(jié)方式是與柴油機相同的“變質調(diào)節(jié)”，此時進氣量和點火提前角幾乎不影響扭矩。當發(fā)動機的扭矩和轉速對應于高工況區(qū)時，即油門踏板位移量較大時，其空燃比被穩(wěn)定在14.7左右，通過改變電動節(jié)氣門的開度來調(diào)節(jié)進入氣缸的空氣量，進而改變噴油量實現(xiàn)對扭矩的控制。這時發(fā)動機采用的是“變量調(diào)節(jié)”方式。此時點火提前角對扭矩有很大影響。表1為GDI按工況區(qū)扭矩控制模式，圖3為扭矩控制策略的不同燃燒模式的控制范圍。工況主要目標空燃比電動節(jié)氣門沖量扭矩調(diào)節(jié)噴油正時噴油壓力噴油穿透燃油霧化底經(jīng)濟性25～40不節(jié)氣（全開）分層變質調(diào)節(jié)壓縮行程的晚期高淺好高動力性14.7左右節(jié)氣均質變量調(diào)節(jié)進氣行程的早期低深差表1GDI按工況區(qū)扭矩控制模式圖3扭矩控制策略的不同燃燒模式的控制范圍按工況區(qū)扭矩控制的結果是，其燃油經(jīng)濟性相對以往的汽油機可以提高25%左右，實現(xiàn)并超過了目前柴油機所能達到的低燃料消耗水平；動力輸出也比目前正在廣泛使用的進氣道噴射的汽油機增加了近10%，保證了人們對車輛動力性的要求。3.3噴油定時控制策略GDI可根據(jù)不同的工況區(qū)域來確定不同的混合氣生成方式，而不同的混合氣生成方式對油束的要求也不相同，如圖4。發(fā)動機處于低工況時，采用的是變質調(diào)節(jié)和分層充量，這就要求燃油恰好噴在活塞頂部凹坑內(nèi)，因而油束要盡可能集中，且霧化質量要高，可燃混合氣能在短時間內(nèi)形成。故此時應將噴油推遲到壓縮行程的后期進行。因為：a．此時活塞正處于向上運動，氣缸內(nèi)的壓力很大，這就迫使燃油噴射時所需的壓力相應地增大。噴油壓力越大，SMD越小，燃油蒸發(fā)越快，霧化程度越高，油滴噴射距離有限，穿透度不深。b．隨著缸內(nèi)壓力的增大，充量被強制壓縮，密度增大，因此油束中油滴所受的阻力也增大，油滴運動很快地受到衰減，使油束比較集中，并且噴射出的燃油穿透距離也保持適中。C．活塞的上行運動，減少了噴油與活塞項部凹坑之間的距離，保證了燃油可更加準確而又有效地被噴射在活塞項部凹坑范圍內(nèi)，通過限制其在凹坑內(nèi)不向外擴散，使得它能被迅速地加熱汽化，從而在抵達火花塞之前的短暫時間內(nèi)促進空氣迅速卷入汽化的燃油中，形成可燃混合氣。同時結合活塞向上運動，由翻滾氣流將可燃混合氣帶往火花塞，并在火花塞附近區(qū)域聚集形成濃的可燃混合氣，而在燃燒室的其它空間形成稀薄混合氣，從而實現(xiàn)混合氣的分層和超稀薄燃燒。圖4兩種工況下對噴油正時和油束特性的要求當發(fā)動機處于高工況時，采用的是變量調(diào)節(jié)和均質充量。應盡可能減少油束沾濕活塞和氣缸壁面，否則會導致HC排放增加，并且活塞壁面會向燃油提供汽化潛熱，從而喪失利用汽化潛熱冷卻缸內(nèi)充量以提高容積效率的機會。同時要求油束的穿透深度應當大一些，以便擴大油束在氣缸內(nèi)的分布范圍，使其能有足夠的空間和時間讓燃油和空氣進行混合，形成均質充量。故此時應將噴油提早到吸氣沖程的前期。4.5存在的難點問題4.5.1GDI汽油機的開發(fā)成功，極大地提高了汽油機的燃油經(jīng)濟性。但其排放，總體講要高于傳統(tǒng)的在理論空燃比下工作的加三元催化劑的進氣道噴射汽油機。其排放問題主要有：中小負荷下未燃HC排放較多。原因有：采用混合氣分層時引起火焰從濃區(qū)向稀區(qū)的熄滅，稀燃造成缸內(nèi)溫度偏低，不利于未燃HC隨后的繼續(xù)氧化；遠距離方式組織的燃燒系統(tǒng)因噴霧碰壁較多，而活塞頂和缸壁的溫度低，形成較多HC；其它設計不當引起的混合氣混合不充分和火焰延遲，也會造成火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档?，使HC排放升高。采用較稀的空燃比后，氣缸內(nèi)的反應溫度較低可使NOx排放有所降低，但混合氣分層將不可避免地在火花塞附近出現(xiàn)混合氣過濃或濃混合氣區(qū)域過大的狀況，這些區(qū)域恰恰是高溫區(qū)域，使NOx生成增加。另外，稀燃時由于排氣中始終處于氧化氛圍，使NOx的還原比較困難。GDI汽油機的微粒排放在低負荷、過渡工況和冷啟動情況下要高于傳統(tǒng)進氣道噴射汽油機。主要是由局部地區(qū)過濃的混合氣或未蒸發(fā)的液態(tài)油滴擴散燃燒所引起，缸內(nèi)溫度低也造成了微粒氧化不完全。4.5.2GDI汽油機在超稀混合氣燃燒時，易因高溫缺火引起積炭。原因是在火花塞點火時刻，缸內(nèi)的分層混合氣只占據(jù)一小部分空間，其他空間只有極微弱的燃油存在，且燃料的氣化蒸發(fā)使缸內(nèi)溫度偏低，點火后火焰在傳播過程中逐漸減弱，造成熄火，使混合氣不能充分燃燒，產(chǎn)生積炭。4.5.3傳統(tǒng)的三元催化器同時凈化NOx、CO、HC三種排放物的效果只有在理論空燃比下才能實現(xiàn)。而GDI汽油機工作在稀空燃比條件下，其造成的富氧使傳統(tǒng)的三元催化器對NOx的轉化率不高，廢氣排溫較低也不利于三元催化器的起燃，限制了它在GDI汽油機上的應用。4.6研究新技術展望為了解決GDI汽油機存在的這些問題，必須作進一步的深入研究，開發(fā)出一些切實可行的新技術。4.6.1目的是減少積炭的生成，提高GDI汽油機的機械抗爆性，進一步增大壓縮比，提高發(fā)動機的機械效率。二次混合技術是指在進氣行程中先噴入所需燃料的1/4，形成極稀的均質混合氣。在壓縮行程后期再次噴射，噴入剩余燃料，形成分層混合氣。故在火花塞點火前，缸內(nèi)混合氣形成超稀均質混合氣和較濃的分層混合氣?；鸹ㄈc火時，首先在濃混合氣處形成較強的火焰，迅速向稀混合氣空間傳播，因火焰較強，可點燃稀混合氣。稀混合氣的燃燒又會反射，促進濃混合氣再次燃燒，使燃料充分燃燒，減少了積炭的產(chǎn)生。4.6..2二次燃燒和反應式排氣管目的是降低HC排放。二次燃燒是指在進行正常分層燃燒的怠速運轉時，除了在壓縮行程后期噴油外，在膨脹行程后期再次噴入少量燃油，在缸內(nèi)高溫、高壓氣體的作用下點火燃燒并使排氣溫度提高。通常啟動后的怠速狀態(tài)下的排氣溫度為200℃左右，使用二次燃燒可使排氣溫度上升到800℃。這樣可大大加快催化劑開始工作的時間。反應式排氣管可使發(fā)動機的排氣在排氣管中滯留，激活與空氣的反應，并使膨脹行程后期的二次燃燒反應在排氣管中繼續(xù)進行，從而加速激活催化劑，使4.6.3廢氣再循環(huán)EGR是降低NOx排放的一種有效方法。EGR可有效降低缸內(nèi)最高燃燒溫度及氧氣的相對濃度，從而降低NOx排放。在GDI汽油機中，因稀燃使缸內(nèi)富余氧氣較多，可使用較高的EGR比率而不會使燃燒惡化。如果將再循環(huán)廢氣與可燃混合氣進行分層，減少廢氣與可燃混合氣的摻混，保證點火時刻火花塞附近有適于著火的混合氣，避免廢氣靠近火花塞，能大大提高EGR比率，從而大大降低NOx排放。采用電控EGR可以精確控制EGR比率，較好地解決發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性與NOx排放之間的協(xié)調(diào)問題。4.6.4稀燃催化器的開發(fā)將直接影響到GDI汽油機排放問題的解決。目前正在開發(fā)的各種適用于稀燃的催化器，有稀燃選擇還原型NOx催化器、吸藏還原型NOx催化器、未燃HC氧化催化器等。但這些催化器都不同程度地存在轉化效率低、工作溫度范圍窄、性能不如傳統(tǒng)的三元催化器等問題，還需進一步的研究。6.7GDI總結現(xiàn)代電子控制、制造等技術的發(fā)展使GDI開發(fā)比過去所受限制大大減少。當前社會的要求給GDI的發(fā)展提供了動力。GDI中最關鍵的是要掌握好混合氣濃度在空間的分布及其隨時間的變化。目前在一些先進國家如日本、歐美的GDI汽油機在保持汽油機動力性能優(yōu)勢的同時，在燃油經(jīng)濟性方面已達到甚至超過柴油機水平?？梢灶A見，車用汽油機GDI技術將得到更大發(fā)展，并將取代進氣道直噴成為電控噴射的主要形式。參考文獻黃海波、張國芬、張正芳.車用燃料排放清潔性判別的探討.四川工業(yè)學院學報.2002年第21卷第4期曹治琬.汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)及其發(fā)展趁勢（上、下）.汽車電器、2001年第1期宋建鋒、李國岫、張欣.現(xiàn)代控制技術在發(fā)動機空燃比控制中的應用.小型內(nèi)燃機與摩托車、2001年第4期王鳳軍.發(fā)動機可變配氣相位的研究.農(nóng)機化研究、2007年第2期陶建武.基于智能控制的汽車發(fā)動機可變配氣相位系統(tǒng).機械工程學報、2003年第9期陸展華.GDI發(fā)動機及其稀燃優(yōu)化技術.柴油機DieselEngine、2003年第6期夏淑敏、邱先文、趙新順.車用汽油機缸內(nèi)直噴技術的研究現(xiàn)狀與展望.農(nóng)業(yè)機械學報、2003年第5期尚秀鏡、江俊峰、張建昭.汽油機缸內(nèi)直噴的關鍵技術和發(fā)展現(xiàn)狀.天律大學、2001年第3期ProspectofResearchSituationonGasolineDirectInjectionTechnology（schoolofTransportationandAutomotiveEngineering,XihuaUniversity,Chengdu610039China）Abstract：Thispaperintroducessomeadvantagesofgasolinedirectinjectiontechnology(GDI)comparedwithportfuelinjectedsystem(PFI)andtheresearchsituationoftheGDIenginebyworkingstatusoflayeredcontrolstrategy,torquecontrolstrategyandinjectinggasolinetimingcontrolstrategyetc.ItexpoundssomeproblemsappearedinthedevelopmentofGDIengineandpointsoutsomenewtechnologypotentialsofGDI.Keywords:Gasolineengine；Directinjection；Electroniccontrolstrategy;Technicalproblem;ForesightFSI燃油分層噴射中的稀薄燃燒技術

綜上所述，

以上三點只是對整體汽油發(fā)動機稀燃技術而言，具體到某種機型會有所偏重。因為各種汽油發(fā)動機稀燃方式的技術措施不完全一樣，甚至同一部發(fā)動機在不同的工況下稀燃方式也會不完全一樣。有些著重缸內(nèi)氣流運動及燃油分布的配合，重點在分層燃燒。有些著重加大點火能量、增快火焰?zhèn)鞑ニ俣群涂s短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，重點在高能點火。

本田三菱雷諾的稀薄燃燒技術詳解本田飛度1.3匹配的發(fā)動機從結構上看起來沒有什么亮點，甚至有些落后??每缸兩氣閥設計，單頂置凸輪軸。但是本田卻宣稱它的這款發(fā)動機的技術是世界同步的，甚至比它1.5的4氣閥VTEC發(fā)動機還要先進，這是為什么呢？熟悉飛度的都知道，飛度1.3的這款發(fā)動機被本田稱作i－DSI發(fā)動機，之所以先進，也就是這個i-DSI。那這個i－DSI有什么特殊呢？是不是本田在搞噱頭？從參數(shù)看，60千瓦的功率也卻是沒有什么值得夸耀的，這款發(fā)動機顯然注重的不是高功率輸出。從本田的宣傳來看，i-DSI就是雙火花塞點火，它可以提高燃燒效率。其實，這款發(fā)動機真正的核心技術是“稀薄燃燒”技術，雙火花塞的設計只是為了實現(xiàn)這種“稀薄燃燒”所采用的手段而已。這篇文章，我們就來重點討論一下“稀薄燃燒”技術。這種技術的最大特點就是燃燒效率高，經(jīng)濟、環(huán)保，同時還可以提升發(fā)動機的功率輸出。因為在稀薄燃燒的條件下，由于混合氣點火比理論空燃比條件下困難，暴燃也就更不容易發(fā)生，因此可以采用較高的壓縮比設計提高熱能轉換效率，再加上汽油能在過量的空氣里充分燃燒，所以在這些條件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。本田的i-DSI發(fā)動機的稀燃技術。本田這款發(fā)動機采用的是比較少見的缸外稀薄燃燒技術，雖然沒有缸內(nèi)直噴先進，但是相對于直噴發(fā)動機而言成本低廉。

我們還是先來說說什么叫做稀薄燃燒吧。所謂稀薄燃燒，是指通過提高發(fā)動機內(nèi)混合氣的空燃比，讓混合氣在空燃比大于理論空燃比數(shù)值的狀態(tài)下燃燒。說得直白一些，就是讓汽油在很稀的混合狀態(tài)下燃燒。我們知道，理論空燃比是發(fā)動機的一個基本參數(shù)，普通發(fā)動機是不能隨便改變空燃比的，那如果要讓發(fā)動機實現(xiàn)稀薄燃燒，就必須具備兩個條件：首先，稀薄燃燒技術需要很強的點火能量。這一點很好理解，混合氣里面汽油的比例小了，混合氣被點燃就需要更大的能量，而i-DSI發(fā)動機采用雙火花塞設計，就能很好的滿足這一需求。其次，稀薄燃燒技術需要空氣能跟汽油充分混合。汽油在混合氣中的比例減小了，對于空氣與燃油的混合要求就更高了。如果燃油不能與空氣充分混合，當火花塞點火的時候，遇到混合不均勻的混合氣中汽油更少的部分，點火將更加困難。本田給這款發(fā)動機采用了傳統(tǒng)的2氣閥設計，因為2氣閥發(fā)動機能在混合氣進入汽缸以后能較強的渦流，讓汽油跟空氣有更多混合的機會。i-DSI發(fā)動機就是通過這些手段解決了稀薄燃燒的基本需求，實現(xiàn)稀薄燃燒的。由于i-DSI是在普通缸外噴油發(fā)動機的基礎上開發(fā)的，所以它更注重的是燃油經(jīng)濟性，而對于功率輸出，則沒有太大幫助。i－DSI發(fā)動機通過燃燒“更稀的混合氣”達到同等功率輸出的情況下，燃燒更少的汽油。換句話說，就是讓汽油能夠更充分的燃燒，盡可能的讓所有的汽油都變成動力釋放出來，從而降低燃油消耗。從本田的宣傳也能看出，對于飛度1.3，它一直宣稱的就是能達到同級別發(fā)動機中最低的燃油消耗（而沒有宣傳過動力輸出）。三菱GDI汽油直噴發(fā)動機國產(chǎn)哈飛賽馬有一個很有趣的現(xiàn)象，在國內(nèi)最北端哈爾濱生產(chǎn)的汽車，卻在國內(nèi)的最南端廣東賣得好——與北方的銷售不溫不火相比，賽馬在廣東的銷量確實不錯。除了廣東是日系車的天堂以外，還有一個很重要的原因，就是賽馬的原型車Dingo在廣東的近鄰香港口碑非常不錯，無論是動力性能還是經(jīng)濟性能，反映都非常好。其實，雖然外形幾乎完全一樣，賽馬和Dingo還是有本質區(qū)別的，最大區(qū)別就在發(fā)動機。香港市場上出售的Dingo裝配的1.5GDI是其最大的賣點。為何賽馬沒有裝配GDI發(fā)動機呢？除了成本原因以外，還有沒有其他原因呢？熟悉三菱的人一般都知道GDI，這是三菱缸內(nèi)直噴發(fā)動機技術的英文縮寫，全稱是GasolineDirectInjection。三菱很早就開發(fā)了GDI發(fā)動機，是日系品牌中缸內(nèi)直噴技術的倡導者。目前，三菱已經(jīng)將GDI技術普及到不同平臺的發(fā)動機，無論是小排量的1.5L直列四缸發(fā)動機還是大排量的4.5LV8發(fā)動機，都有采用GDI技術的機型。三菱的GDI發(fā)動機通過稀薄燃燒技術，讓燃料消耗減少20%-35%，讓二氧化碳排放減少20%，而輸出功率則比普通的同排量發(fā)動機10%。這些指標看起來是非常誘人的，缸內(nèi)直噴真的這么神奇嗎？它的原理是什么？下面，我們就來討論一下這個問題。缸內(nèi)直噴技術是稀薄燃燒技術的一個分支。與普通發(fā)動機最大的不同之處就在于它的直接噴射系統(tǒng)。其實缸內(nèi)直噴并不是什么新鮮技術，在很多年以前，許多柴油發(fā)動機就采用了這種技術設計，而將它運用在汽油發(fā)動機上，才屬于幾年的事情。簡單的說，缸內(nèi)直噴技術有兩大好處：1、發(fā)動機能在火花塞點火之前把汽油直接噴射到高壓的燃燒室，同時在ECU的精確控制下，使混合氣體分層燃燒。這種技術可以讓靠近火花塞處的混合氣相對較濃，遠離火花塞的混合氣相對較稀，從而更有效的實現(xiàn)“稀薄”點火和分層燃燒。2、由于汽油是直接被噴射到汽缸內(nèi)的，與傳動的缸外噴射相比，混合氣體不需要經(jīng)過節(jié)氣閥，因此能減小節(jié)氣閥對混合氣體產(chǎn)生的氣阻。傳統(tǒng)的MPi（multi-pointinjection）缸外噴射發(fā)動機，其燃料是被噴射到進氣管當中的。為了讓汽油被噴射到進氣管以后有足夠的時間跟空氣混合，噴油器需要與氣門隔著一段距離，待汽油與空氣在這段空間充分混合以后，再被引入到汽缸當中燃燒。對于這種傳統(tǒng)的設計，如果將汽油直接噴射到汽缸內(nèi)，勢必會造成空氣與汽油沒有足夠的時間混合，這種沒有混合的氣體，顯然是不能滿足發(fā)動機點火需求的。缸內(nèi)直噴發(fā)動機首先要解決的就是這個問題。我們先來看看三菱是怎么樣解決的：這張圖就是GDI發(fā)動機與傳統(tǒng)MPI發(fā)動機的不同結構圖：

從圖上可以看出，與普通的缸外噴射發(fā)動機不一樣，GDI采用的垂直進氣歧管設計，并且在活塞頭部設計了一個凸起的形狀。采用了這種設計以后，當活塞在進行壓縮沖程的時候，汽缸內(nèi)會形成強大的渦流。此時將汽油被直接噴射到燃燒室內(nèi)，這股強大的渦流就能讓汽油跟空氣充分混合，從而解決了缸內(nèi)直噴燃油與空氣混合的問題。當發(fā)動機運轉在壓縮行程的時候，氣缸內(nèi)的壓力是非常大的。這對于缸內(nèi)直噴發(fā)動機來說，普通的燃油泵就無法滿足需求了。缸內(nèi)直噴發(fā)動機的另一個重要特征就是它的燃油泵的供油壓力非常高，這樣才能將汽油有效的噴射到高壓的燃燒室內(nèi)。GDI發(fā)動機的噴油過程共分兩個階段，也就是兩次噴油。輔噴油階段：在發(fā)動機運行進氣行程時，發(fā)動機會進行一次噴油，這次噴油是輔噴油，噴油的數(shù)量不大，噴油的主要目的也不是為了點火燃燒。當一定數(shù)量的汽油在進氣行程被噴射到汽缸內(nèi)的時候，這部分少量的汽油會汽化揮發(fā)，我們都知道，液體的汽化和揮發(fā)是會吸收熱量的，這樣就能降低汽缸內(nèi)的溫度。氣缸內(nèi)的溫度低了，氣缸內(nèi)可以容納的氣體密度就會自然增大。所以這次噴油的后果在給氣缸降溫的同時，還可以提高進氣密度，讓更多的空氣進入到汽缸，而且能確保汽油跟空氣均勻的混合。

主噴油階段：第二次噴射是主噴油過程。當活塞即將達到發(fā)動機壓縮行程的上止點時，在火花塞點火之前，會有一定量的汽油再次被噴出，這次噴射被成為主噴油。此時，活塞的凹面會使混合氣在火花塞周圍形成一個濃度較高的區(qū)域，這種相對較濃的混合氣能在火花塞點火的情況下被順利點燃，而周圍混合氣較稀的區(qū)域是無法被火花塞的火焰直接點燃的，它只能在中心區(qū)域成功燃燒以后，利用燃燒產(chǎn)生的能量同時點燃。由于采用了上述設計，GDI發(fā)動機能在40:1的超稀空燃比情況下正常運轉，而且它的空燃比能比普通缸外噴射發(fā)動機的空燃比更稀。這樣的好處是顯而易見的，在這種稀薄燃燒的情況下，燃料可以更加充分的燃燒，榨取每一滴燃油的所能產(chǎn)生的動能，與此同時，由于燃燒充分，可以大幅度減少未燃燒的氣體從發(fā)動機里排出，從而獲得更低的排放。GDI的分兩段噴油除了實現(xiàn)上述好處以外，還能有效減小爆震的產(chǎn)生，從而可以采用更高的壓縮比，獲得更強勁的動力輸出。我們都知道，爆震的產(chǎn)生是因為汽缸內(nèi)溫度和壓力過高，從而導致混合氣自燃導致的，換句話說，就是當活塞行程還未達到點火提前角時，混合氣就開始燃燒。由于汽油的燃燒特性，普通發(fā)動機的壓縮比往往不能設計的太高，否則就很容易產(chǎn)生爆震。由于GDI的噴射是分兩個階段進行的，第一階段的預噴射能在汽油揮發(fā)的作用下帶走大量缸內(nèi)熱量，降低汽缸溫度，因此能非常有效的減小爆震的機率。所以，GDI發(fā)動機可以采用高達12.5:1的壓縮比設計，從而有效的提高了功率輸出。GDI的氮氧化物排放：雖然GDI發(fā)動機可以降低整體的廢氣排放污染，但是同時它有一個非常大的缺點，那就是氮氧化物的排放非常高。為了減小這類污染物的排放，需要采用有效的有針對性的三元催化裝置才能保證尾氣的排放達到環(huán)保部門的要求。但是在國內(nèi)，油品中的含硫量非常高，這種含硫量高的汽油燃燒后很容易產(chǎn)生硫化物，這種硫化物會讓催化器中毒，從而導致催化反應失效，這樣一來GDI發(fā)動機高排放的氮氧化物無法得到還原處理。這也就是為何到目前為止，國內(nèi)沒有一款匹配GDI發(fā)動機的車型銷售（包括進口汽車）的原因了。雷諾IDE(InjectionDirectESsence)直噴發(fā)動機對于三菱GDI發(fā)動機在排放方面的缺陷，雷諾開發(fā)出了更好的解決辦法。雷諾的IDE發(fā)動機是其首次在歐洲推出的缸內(nèi)直噴發(fā)動機，它使用了另一種不同的設計徹底解決了三菱GDI發(fā)動機的問題。IDE仍然采用了空氣和燃油稀薄混合，但同時加大了EGR閥廢氣循環(huán)量。EGR是ExhaustGasRecirculation的縮寫，翻譯成中文就是廢氣再循環(huán)的意思。這項技術可以減小燃油消耗量，并且有效的降低燃燒溫度——這一點，就是它有效解決GDI發(fā)動機排放問題的根源。眾所周知，空氣主要是由氮氣、氧氣、二氧化碳以及一些其他惰性氣體組成的。其中占比例最大的氮氣是一種非常穩(wěn)定的氣體，通常情況下很難被氧氣直接氧化。但是如果處在高溫高壓的情況下，平時十分穩(wěn)定的氮氣則很容易與氧氣發(fā)生反應，從而生成十分有害的氮氧化物。普通的發(fā)動機，包括上面提到的GDI發(fā)動機，在其正常工作時，氣缸內(nèi)的工作環(huán)境正好是處于高溫高壓狀態(tài)，這樣一來，空氣和燃油混合的混合氣體燃燒以后很容易生成氮氧化物。這對于缸內(nèi)直噴的發(fā)動機來說，問題尤為突出。由于缸內(nèi)直噴發(fā)動機的壓縮比通常會設計得比較高，缸內(nèi)壓力比普通發(fā)動機更大，從而更容易產(chǎn)生氮氧化物。我們都知道柴油發(fā)動機排放的氮氧化物通常會比汽油發(fā)動機高出許多，主要也就是因為柴油發(fā)動機的壓縮比高的緣故。在無法降低壓力的情況下（因為高壓縮比是提高發(fā)動機效率的必要手段），要減小氮氧化物的排放只能是通過降低氣缸內(nèi)的燃燒溫度。IDE發(fā)動機的EGR廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，就是通過把一部分排出氣缸的廢氣再次引入到進氣管內(nèi)跟新鮮的空氣和燃油混合燃燒，來降低燃燒室的溫度的。我們知道，燃燒完的廢氣是不能再燃燒的，這些廢氣被引入到氣缸內(nèi)以后，會占據(jù)一部分氣缸內(nèi)的有效體積，這個效果相當于降低了發(fā)動機的排量，這樣自然能有效降低燃燒溫度，同時排放的廢氣自然就降低了。如果你不了解EGR廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，可能會不太理解，那我們下面就來詳細討論一下EGR的工作原理。上面已經(jīng)說到，EGR是廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，它通過將部分排放的廢氣重新引燃燃燒室中燃燒，來達到一系列功效，如降低排放、提高經(jīng)濟性、降低燃燒室的溫度等等。那EGR系統(tǒng)是如何達到這些功效的呢？眾所周知，廢氣是不能再燃燒的，將廢氣引入到氣缸內(nèi)，就相當于減小了發(fā)動機的排量。

比方說，如果EGR引入10％的廢氣進入氣缸，就會占據(jù)10％的氣缸容積，自然留給混和氣的容積就減少了10％，這種狀況下，也就相當于發(fā)動機的排量也就減小了10％。這種EGR系統(tǒng)是在ECU的控制下工作的，在全負荷工況（例如大力踩下加速踏板）的時候，EGR系統(tǒng)是不工作的。而在普通工況下，EGR系統(tǒng)才會啟動。這樣一來，匹配了EGR系統(tǒng)的發(fā)動機就相當于一臺可變排量的發(fā)動機，在需要大馬力的時候是大排量發(fā)動機，可以獲得足夠的動力；在日常行車，不需要過多動力的時候是小排量發(fā)動機，可以獲得更好的經(jīng)濟性和更低的排放。普通發(fā)動機配備EGR系統(tǒng)的時候，通常只有10％－15％的廢氣利用率，因為引入過多的廢氣會減小混和氣的濃度，導致混和氣難以點燃。雷諾IDE由于采用了缸內(nèi)直噴設計，可以引入達到25％的廢氣循環(huán)使用。那么IDE發(fā)動機是怎么樣利用了25％的廢氣以后還能保證發(fā)動機正常工作的呢？這得益于它的缸內(nèi)直噴系統(tǒng)。雷諾的IDE直噴系統(tǒng)與其他直噴發(fā)動機最大的不同就是它的噴油器布置在氣缸蓋的中心，就是平常布置火花塞的位置。這套西門子的噴油器能噴射能噴射出高達100bar的高壓汽油，汽油直接進入燃燒室于空氣混合。然后在火花塞周圍形成一個很濃的混合區(qū)域，其濃度足夠能被火花塞點燃，這樣才能實現(xiàn)25％的廢氣混合。除了精確噴射以外，普通發(fā)動機在噴油時只能將汽油處理成霧狀的小液滴，因此進入燃燒室的汽油的濃度是相同的，其結果是不能在火花塞周圍形成較濃的區(qū)域。IDE發(fā)動機在不同工況下，分三段調(diào)節(jié)EGR廢氣再循環(huán)量。在全負荷工況下，不引入廢氣進行燃燒，這樣能最大程度的獲得功率輸出，這種情況下的工況與三菱的GDI是一樣的。雖然這個時候發(fā)動機也滿負荷工作，燃料消耗比較大，但與傳統(tǒng)的發(fā)動機相比仍然能減少16％的燃油消耗。通過這些技術的采用，一臺1998CC排量的IDE發(fā)動機能輸出140匹的功率和200牛米的扭力。雖然排量相同的沒有配備IDE但配備了可變氣門正時系統(tǒng)的發(fā)動機，也能輸出140匹的功率，但是它只能輸出188牛米的扭力。也許有人說，為何不把可變氣門正時與IDE都匹配在同一臺發(fā)動機上？這種想法工程師不是沒有想到過，但是將可變氣門正時匹配在IDE發(fā)動機上，會導致動力輸出不平順。國內(nèi)生產(chǎn)的車型采用稀燃技術發(fā)動機的，除了飛度1.3以外，還有去年剛剛上市的奧迪A62.0TFSI發(fā)動機，對于大眾的FSI技術，我們將在另外一篇文章里專門討論。稀薄燃燒發(fā)動機稀薄燃燒發(fā)動機概念

什么叫稀燃？顧名思義就是發(fā)動機混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達1：25以上。

要了解稀薄燃燒，就先要了解發(fā)動機的空燃比。所謂空燃比是指在發(fā)動機進氣沖程中吸入氣缸的空氣與燃油（汽油）重量之比，也就是說，混合氣中的空氣與燃油的比例稱為空燃比。汽油與空氣混合燃燒時，空氣量過多或者過少都不能有效進行燃燒。汽油完全燃燒所必需的空氣比例，可以根據(jù)理論計算得到，并稱之為理論空燃比。具體地講，一份汽油對14.7份空氣。因此理論空燃比為14.7。必須根據(jù)發(fā)動機的工況改變空燃比。

在帶有三效催化轉化器的發(fā)動機中，發(fā)動機必須調(diào)整到理論空燃比，14.7∶1。在部分帶節(jié)氣門開啟時，一般發(fā)動機以較稀薄的混合氣，即空燃比在15－16∶1范圍內(nèi)運轉，但在稀薄燃燒發(fā)動機中，將以更為稀薄的混合氣，即空燃比大于18。

稀薄燃燒技術的最大特點就是燃燒效率高，經(jīng)濟、環(huán)保，同時還可以提升發(fā)動機的功率輸出。因為在稀薄燃燒的條件下，由于混合氣點火比理論空燃比條件下困難，暴燃也就更不容易發(fā)生，因此可以采用較高的壓縮比設計提高熱能轉換效率，再加上汽油能在過量的空氣里充分燃燒，所以在這些條件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。

比較著名的三菱缸內(nèi)噴注汽油機（GDI），可令混合比達到40:1。它采用立式吸氣口方式，從氣缸蓋的上方吸氣的獨特方式產(chǎn)生強大的下沉氣流。這種下沉氣流在彎曲頂面活塞附近得到加強并在氣缸內(nèi)形成縱向渦旋轉流。在高壓旋轉噴注器的作用下，壓縮過程后期被直接噴注進氣缸內(nèi)的燃料形成濃密的噴霧，噴霧在彎曲頂面活塞的頂面空間中不是擴散而是氣化。

這種混和氣被縱向渦旋轉流帶到火花塞附近，在火花塞四周形成較濃的層狀混和狀態(tài)。這種混合狀態(tài)雖從燃燒室整體來看十分稀薄，但由于呈現(xiàn)從濃厚到稀薄的層狀分布，因此能保證點火并實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。

大眾的直噴汽油發(fā)動機（FSI），則是采用了一個高壓泵，汽油通過一個分流軌道（共軌）到達電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點是在進氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進氣流形成最佳的渦流形態(tài)進入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。

本田最新的VTEC發(fā)動機也將采用稀燃技術。這款取名為VTEC－i2.0升發(fā)動機將比一般本田發(fā)動機省油20%，其特點是將VTEC技術與稀燃技術相結合，也是當?shù)娃D速時令其中一組進氣門關閉，在燃燒室內(nèi)形成一道稀薄的混合氣體渦流，層狀分布集結在火花塞周圍作點燃引爆，從而起到稀薄燃燒作用。

稀薄燃燒發(fā)動機的技術

車汽油發(fā)動機實現(xiàn)稀燃的關鍵技術歸納起來有以下三個主要方面：

一、提高壓縮比

采用緊湊型燃燒室，通過進氣口位置改進使缸內(nèi)形成較強的空氣運動旋流，提高氣流速度；將火花塞置于燃燒室中央，縮短點火距離；提高壓縮比至13：1左右，促使燃燒速度加快。

二、分層燃燒

如果稀燃技術的混合比達到25：1以上，按照常規(guī)是無法點燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運動在火花塞周圍形成易于點火的濃混合氣，混合比達到12：1左右，外層逐漸稀薄。濃混合氣點燃后，燃燒迅速波及外層。

為了提高燃燒的穩(wěn)定性，降低氮氧化物（NOx），現(xiàn)在采用燃油噴射定時與分段噴射技術，即將噴油分成兩個階段，進氣初期噴油，燃油首先進入缸內(nèi)下部隨后在缸內(nèi)均勻分布，進氣后期噴油，濃混合氣在缸內(nèi)上部聚集在火花塞四周被點燃，實現(xiàn)分層燃燒。

三、高能點火

高能點火和寬間隙火花塞有利于火核形成，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短，燃燒速度增快，稀燃極限大。有些稀燃發(fā)動機采用雙火花塞或者多極火花塞裝置來達到上述目的。

稀薄燃燒發(fā)動機的優(yōu)勢

1.對經(jīng)濟性的改善

隨著空燃比的增加，發(fā)動機油耗明顯下降，這主要來自幾個方面的原因：首先是采用稀薄混合氣燃燒時循環(huán)熱效率提高。汽油機的實際循環(huán)接近于定容加熱循環(huán)，定容加熱循環(huán)的指示熱效率與壓縮比和絕熱指數(shù)的關系可以看到，提高工質的絕熱指數(shù)和壓縮比有利于指示熱效率的提高。隨著空燃比的提高，空氣所占的量增加，因此工質的絕熱指數(shù)逐漸接近于空氣的絕熱指數(shù)，理論上，在空燃比達到無限大時，熱效率達到最大值。另外，由于稀燃混合氣燃燒溫度低，燃燒產(chǎn)物的離解損失減小，并且降低了與氣缸壁面的傳熱，也使熱效率得以提高。由于稀燃發(fā)動機一般不受到高負荷時的爆燃極限的限制，可以采用較高壓縮比，有利于熱效率的提高。當采用稀薄混合氣燃燒時，由于進入缸內(nèi)空氣的量增加，減小了泵吸損失，這對汽油機部分負荷經(jīng)濟性的改善是很明顯的，同時也可以采用變質調(diào)節(jié)，不用節(jié)氣門或是小節(jié)流，會大大較小泵吸損失，特別有利于改進部分負荷性能。

2.對排放的改善

隨著空燃比的增加，由于采用稀的混合氣使燃燒溫度降低，NOx的排放明顯減少，同時燃燒產(chǎn)物中的氧成分有利于HC和CO的氧化，因此，HC和CO的排放也減小，然而，隨著空燃比增加到一定程度，由于燃燒速度的降低可能會使燃燒不完全，HC的排放會迅速增加。如果能合理地設計緊湊的燃燒室，并組織好空氣運動使燃燒在短時間內(nèi)完成，那么三種排放都可以大大減少。

稀薄燃燒發(fā)動機的不足

根據(jù)稀燃發(fā)動機運轉狀態(tài)，在分層稀薄燃燒到均質理論空燃比燃燒過程中，空燃比連續(xù)變化。因此，三效催化轉化器不能夠凈化排放氣體中的NOx。這是因為三效催化轉化器要利用排氣中的HC或CO進行NOx還原反應的緣故。在稀薄燃燒中，在排放氣體中殘留很多氧氣，不能進行NOx還原反應。為了使NOx吸儲型催化劑獲得高效功能，其溫度必須保持在250-500℃范圍內(nèi)。當超過這一溫度范圍發(fā)動機會自動轉換到均質理論空燃比燃燒，并通過三效催化轉化器進行廢氣處理。

然而這又與燃油經(jīng)濟性下降相關，為此，必須增加廢氣冷卻裝置。

利用這種冷卻裝置，排放氣體通過NOx吸儲型催化轉化而被冷卻，由于稀薄燃燒的范圍寬，催化轉化器的壽命也延長。然而，NOx吸儲型催化轉化器會受到硫侵蝕而中毒，所以必須把汽油中的含硫量盡量降低到最少。但是，如前所述，含硫低的汽油不是到處能供應的。大眾汽車公司采取的措施是，把催化劑反應溫度提高到650°以上，從而把附著在催化劑上的硫通過燃燒而加以消除。

在高速行駛時，能夠保持這樣高的催化劑溫度，但是，在城市內(nèi)行駛時則催化劑溫度下降，就不能燒除附著在催化劑的硫。為此，通過NOx傳感器監(jiān)視硫附著在催化劑上的程度，根據(jù)監(jiān)測情況提高排放氣體的溫度。

作為其措施，一般采用點火正時延遲，盡管這樣做會引起燃油經(jīng)濟性惡化，但是為了凈化處理NOx，這是不得已而為之。

另外，稀燃發(fā)動機由于噴射器的加入導致了對設計和制造的要求都相當?shù)母撸绻贾貌缓侠?、制造精度達不到要求導致剛度不足甚至漏氣只能得不償失。

另外稀燃發(fā)動機對燃油品質的要求也比較高。發(fā)動機稀薄燃燒技術——FSI和GDITony.Qian來源：蓋世汽車網(wǎng)發(fā)布時間：2021年8月18日一、FSIFSI是FuelStratifiedInjection的英文縮寫，意指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術是電噴發(fā)動機利用電子芯片經(jīng)過計算分析精確控制噴射量進入氣缸燃燒，以提高使發(fā)動機混和燃油比例，進而提高發(fā)動機效率的一種技術。直噴式汽油發(fā)動機采用類似于柴油發(fā)動機的供油技術，通過一個高壓油泵泵提供所需的100bar以上的壓力，將汽油提供給位于汽缸內(nèi)的電磁燃油噴嘴。然后通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當?shù)臅r間直接注入燃燒室，通過對燃燒室內(nèi)部形狀的設計，讓混合氣能產(chǎn)生較強的渦流使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較濃的混合氣，其他周邊區(qū)域有較稀的混合氣，保證了在順利點火的情況下盡可能的實現(xiàn)稀薄燃燒。與傳統(tǒng)技術把燃油噴入進氣歧管的發(fā)動機相比，F(xiàn)SI發(fā)動機的主要優(yōu)勢有：動態(tài)響應好、功率和扭矩可以同時提升、燃油消耗降低。理論上，F(xiàn)SI發(fā)動機油三種工作方式：分層燃燒、均質稀燃和均質燃燒。1、分層燃燒的好處在于熱效率高、節(jié)流損失少、有限的燃料盡可能多地轉化成工作能量。分層燃燒模式下節(jié)氣門不完全打開，保證進氣管內(nèi)有一定真空度（可以控制廢氣再循環(huán)和碳罐等裝置）。這時，發(fā)動機的扭矩大小取決于噴油量，與進氣量和點火提前角關系不大。分層燃燒模式在進氣過程中節(jié)氣門開度相對較大，減少了一部分節(jié)流損失。進氣過程中的關鍵是進氣歧管中安置一翻版，翻版向上開啟（原理性質，實際機型可能有所不同）封住下進氣歧管，讓進氣加速通過，與ω形活塞頂配合，相成進氣渦旋。分層燃燒時噴油時間在上止點前60°至上止點前45°，噴射時刻對混合氣的形成有很大影響，燃油被噴射在活塞頂?shù)陌伎觾?nèi)，噴出的燃油與渦旋進氣結合形成混合氣。混合氣形成發(fā)生在曲軸轉角40°至50°范圍內(nèi)，如果小于這個范圍，混合氣無法點燃，若大于，就變成均質狀態(tài)了。分層燃燒的空燃比一般在1.6-3之間。點火時，只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點燃，這時周圍的新鮮空氣以及來自廢氣再循環(huán)的氣體形成了很好的隔熱保護，減少了缸臂散熱，提升了熱效率。點火時刻的控制也很重要，它只在壓縮過程終了的一個很窄的范圍內(nèi)。2、均質稀燃模式混合氣形成時間長，燃燒均勻，通過精確控制噴油，可以達到較低的混合氣濃度。均質稀燃的點火時間選擇范圍寬泛，有很好的燃油經(jīng)濟性。均質稀燃與分層燃燒的進氣過程相同，油氣混合時間加長，形成均質混合氣。燃燒發(fā)生在整個燃燒室內(nèi)，對點火時間的要求沒分層燃燒那么嚴格。均質稀燃的空燃比大于1。3、均質燃燒則能充分發(fā)揮動態(tài)響應好，扭矩和功率高的特點。均質燃燒進氣過程中節(jié)氣門位置由油門踏板決定，進氣歧管中的翻版位置視不同情況而定。當中等負荷時，翻版依然是關閉的，有利于形成強烈的進氣旋流，利于混合氣的形成與霧化。當高速大負荷時，翻版打開，增大進氣量，讓更多的空氣參與燃燒。均質燃燒的噴油、混合氣形成與燃燒和均質稀燃模式基本一樣。均質燃燒情況下空燃比小于或等于1。二、GDIGDI是指缸內(nèi)直噴技術。缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機與一般汽油發(fā)動機的主要區(qū)別在于汽油噴射的位置，目前一般汽油發(fā)動機上所用的汽油電控噴射系統(tǒng)，是將汽油噴入進氣歧管或進氣管道上，與空氣混合成混合氣后再通過進氣門進入氣缸燃燒室內(nèi)被點燃作功；而缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機顧名思義是在氣缸內(nèi)噴注汽油，它將噴油嘴安裝在燃燒室內(nèi)，將汽油直接噴注在氣缸燃燒室內(nèi)，空氣則通過進氣門進入燃燒室與汽油混合成混合氣被點燃作功，這種形式與直噴式柴油機相似，因此有人認為缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機是將柴油機的形式移植到汽油機上的一種創(chuàng)舉。缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機的優(yōu)點是油耗量低，升功率大?；旌媳冗_到40:1（一般汽油發(fā)動機的混合比是15:1），也就是人們所說的“稀燃”。機內(nèi)的活塞頂部一半是球形，另一半是壁面，空氣從氣門沖進來后在活塞的壓縮下形成一股渦流運動，當壓縮行程行將結束時，在燃燒室頂部的噴油嘴開始噴油，汽油與空氣在渦流運動的作用下形成混合氣，這種急速旋轉的混合氣是分層次的，越接近火花塞越濃，易于點火作功。由于缸內(nèi)噴注壓縮比達到12，與同體積的一般發(fā)動機相比功率與扭矩都提高了10％。三、FSI和GDI兩者關系分層燃燒技術和缸內(nèi)直噴技術一直是相關聯(lián)的。分層燃燒的真正目的是可以實現(xiàn)較稀混合氣的點燃，要實現(xiàn)分層燃燒，必須基于缸內(nèi)直噴，對于缸外噴射的發(fā)動機，是無法實現(xiàn)分層燃燒的。而設計缸內(nèi)直噴的主要目的則是為了實現(xiàn)稀薄燃燒，因此二者走到了一起。而發(fā)動機的稀薄燃燒技術是為了讓混合氣更加充分燃燒，達到減低油耗和排放的目的。[技術剖析]發(fā)動機稀薄燃燒技術——FSI和GDI責任編輯：://car885[2021-01-2108:56:30]來源：auto.gasgoo一、FSIFSI是FuelStratifiedInjection的英文縮寫，意指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術是電噴發(fā)動機利用電子芯片經(jīng)過計算分析精確控制噴射量進入氣缸燃燒，以提高使發(fā)動機混和燃油比例，進而提高發(fā)動機效率的一種技術。直噴式汽油發(fā)動機采用類似于柴油發(fā)動機的供油技術，通過一個高壓油泵泵提供所需的100bar以上的壓力，將汽油提供給位于汽缸內(nèi)的電磁燃油噴嘴。然后通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當?shù)臅r間直接注入燃燒室，通過對燃燒室內(nèi)部形狀的設計，讓混合氣能產(chǎn)生較強的渦流使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較濃的混合氣，其他周邊區(qū)域有較稀的混合氣，保證了在順利點火的情況下盡可能的實現(xiàn)稀薄燃燒。與傳統(tǒng)技術把燃油噴入進氣歧管的發(fā)動機相比，F(xiàn)SI發(fā)動機的主要優(yōu)勢有：動態(tài)響應好、功率和扭矩可以同時提升、燃油消耗降低。理論上，F(xiàn)SI發(fā)動機油三種工作方式：分層燃燒、均質稀燃和均質燃燒。1、分層燃燒的好處在于熱效率高、節(jié)流損失少、有限的燃料盡可能多地轉化成工作能量。分層燃燒模式下節(jié)氣門不完全打開，保證進氣管內(nèi)有一定真空度（可以控制廢氣再循環(huán)和碳罐等裝置）。這時，發(fā)動機的扭矩大小取決于噴油量，與進氣量和點火提前角關系不大。分層燃燒模式在進氣過程中節(jié)氣門開度相對較大，減少了一部分節(jié)流損失。進氣過程中的關鍵是進氣歧管中安置一翻版，翻版向上開啟（原理性質，實際機型可能有所不同）封住下進氣歧管，讓進氣加速通過，與ω形活塞頂配合，相成進氣渦旋。分層燃燒時噴油時間在上止點前60°至上止點前45°，噴射時刻對混合氣的形成有很大影響，燃油被噴射在活塞頂?shù)陌伎觾?nèi)，噴出的燃油與渦旋進氣結合形成混合氣。混合氣形成發(fā)生在曲軸轉角40°至50°范圍內(nèi)，如果小于這個范圍，混合氣無法點燃，若大于，就變成均質狀態(tài)了。分層燃燒的空燃比一般在1.6-3之間。點火時，只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點燃，這時周圍的新鮮空氣以及來自廢氣再循環(huán)的氣體形成了很好的隔熱保護，減少了缸臂散熱，提升了熱效率。點火時刻的控制也很重要，它只在壓縮過程終了的一個很窄的范圍內(nèi)。2、均質稀燃模式混合氣形成時間長，燃燒均勻，通過精確控制噴油，可以達到較低的混合氣濃度。均質稀燃的點火時間選擇范圍寬泛，有很好的燃油經(jīng)濟性。均質稀燃與分層燃燒的進氣過程相同，油氣混合時間加長，形成均質混合氣。燃燒發(fā)生在整個燃燒室內(nèi)，對點火時間的要求沒分層燃燒那么嚴格。均質稀燃的空燃比大于1。3、均質燃燒則能充分發(fā)揮動態(tài)響應好，扭矩和功率高的特點。均質燃燒進氣過程中節(jié)氣門位置由油門踏板決定，進氣歧管中的翻版位置視不同情況而定。當中等負荷時，翻版依然是關閉的，有利于形成強烈的進氣旋流，利于混合氣的形成與霧化。當高速大負荷時，翻版打開，增大進氣量，讓更多的空氣參與燃燒。均質燃燒的噴油、混合氣形成與燃燒和均質稀燃模式基本一樣。均質燃燒情況下空燃比小于或等于1。二、GDIGDI是指缸內(nèi)直噴技術。缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機與一般汽油發(fā)動機的主要區(qū)別在于汽油噴射的位置，目前一般汽油發(fā)動機上所用的汽油電控噴射系統(tǒng)，是將汽油噴入進氣歧管或進氣管道上，與空氣混合成混合氣后再通過進氣門進入氣缸燃燒室內(nèi)被點燃作功；而缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機顧名思義是在氣缸內(nèi)噴注汽油，它將噴油嘴安裝在燃燒室內(nèi)，將汽油直接噴注在氣缸燃燒室內(nèi)，空氣則通過進氣門進入燃燒室與汽油混合成混合氣被點燃作功，這種形式與直噴式柴油機相似，因此有人認為缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機是將柴油機的形式移植到汽油機上的一種創(chuàng)舉。缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機的優(yōu)點是油耗量低，升功率大?；旌媳冗_到40:1（一般汽油發(fā)動機的混合比是15:1），也就是人們所說的“稀燃”。機內(nèi)的活塞頂部一半是球形，另一半是壁面，空氣從氣門沖進來后在活塞的壓縮下形成一股渦流運動，當壓縮行程行將結束時，在燃燒室頂部的噴油嘴開始噴油，汽油與空氣在渦流運動的作用下形成混合氣，這種急速旋轉的混合氣是分層次的，越接近火花塞越濃，易于點火作功。由于缸內(nèi)噴注壓縮比達到12，與同體積的一般發(fā)動機相比功率與扭矩都提高了10％。三、FSI和GDI兩者關系分層燃燒技術和缸內(nèi)直噴技術一直是相關聯(lián)的。分層燃燒的真正目的是可以實現(xiàn)較稀混合氣的點燃，要實現(xiàn)分層燃燒，必須基于缸內(nèi)直噴，對于缸外噴射的發(fā)動機，是無法實現(xiàn)分層燃燒的。而設計缸內(nèi)直噴的主要目的則是為了實現(xiàn)稀薄燃燒，因此二者走到了一起。而發(fā)動機的稀薄燃燒技術是為了讓混合氣更加充分燃燒，達到減低油耗和排放的目的。汽油直噴技術，F(xiàn)SI是FuelStratifiedInjection的詞頭縮寫，意指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術是發(fā)動機稀燃技術的一種。什么叫稀燃？顧名思義就是發(fā)動機混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達1：25以上。它的特點是在進氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進氣流形成最佳的渦流形態(tài)進入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。

優(yōu)點：在大幅提高了燃油的經(jīng)濟效率的同時增加發(fā)動機的功率。

缺點：對油品的要求十分苛刻。FSI特點是：能夠降低泵吸損失，在低負荷時確保低油耗，但需要增加特殊催化轉換器以有效凈化處理排放氣體。下面分別詳細闡述：FSI發(fā)動機按照發(fā)動機負荷工況，基本上可以自動選擇2種運行模式。在低負荷時為分層稀薄燃燒，在高負荷時則為均質理論空燃比（14.6-14.7）燃燒。在這兩種運行模式中，燃料的噴射時間有所不同，真空作動的開關閥進行開啟/關閉。在高負荷中所進行的均質理論空燃比燃燒中，燃油則是在進氣沖程中噴射。理論空燃比的均質混合氣易于燃燒，不必借助渦流作用，因此，由于進氣阻力減少，開關閥打開。而在全負荷以外，進行廢氣再循環(huán)，限制泵吸損失，由于直噴化而使壓縮比提高到12.1，即使在均質理論空燃燒比混合氣燃燒中，仍能降低燃油耗。進一步說，在FSI發(fā)動機中，在低負荷與高負荷之間，作為第三運行模式而設定均質稀薄燃燒，在這種運行模式中，燃油在進氣沖程噴射，并且由于產(chǎn)生加速稀薄混合氣燃燒的縱渦流，開關閥被關閉。這時，阻礙燃燒的廢氣再循環(huán)（EGR）暫不進行。與均質理論空燃比燃燒不同的是，吸入空氣量超過燃油的噴射量。如上所述，根據(jù)FSI發(fā)動機運轉狀態(tài)，在分層稀薄燃燒到均質理論空燃比燃燒過程中，空燃比連續(xù)變化。因此，三效催化轉化器不能夠凈化排放氣體中的NOx。這是因為三效催化轉化器要利用排氣中的HC或CO進行NOx還原反應的緣故。在稀薄燃燒中，在排放氣體中殘留很多氧氣，不能進行NOx還原反應。為了使NOx吸儲型催化劑獲得高效功能，其溫度必須保持在250-500℃范圍內(nèi)。當超過這一溫度范圍發(fā)動機會自動轉換到均質理論空燃比燃燒，并通過三效催化轉化器進行廢氣處理。然而這又與燃油經(jīng)濟性下降相關，為此，必須增加廢氣冷卻裝置。利用這種冷卻裝置，排放氣體通過NOx吸儲型催化轉化而被冷卻，由于稀薄燃燒的范圍寬，催化轉化器的壽命也延長。然而，NOx吸儲型催化轉化器會受到硫侵蝕而中毒，所以必須把汽油中的含硫量盡量降低到最少。但是，如前所述，含硫低的汽油不是到處能供應的。大眾汽車公司采取的措施是，把催化劑反應溫度提高到650°以上，從而把附著在催化劑上的硫通過燃燒而加以消除。在高速行駛時，能夠保持這樣高的催化劑溫度，但是，在城市內(nèi)行駛時則催化劑溫度下降，就不能燒除附著在催化劑的硫。為此，通過NOx傳感器監(jiān)視硫附著在催化劑上的程度，根據(jù)監(jiān)測情況提高排放氣體的溫度。作為其措施，一般采用點火正時延遲，盡管這樣做會引起燃油經(jīng)濟性惡化，但是為了凈化處理NOx，這是不得已而為之。以上是我們?yōu)槟峁┑囊恍┢椭眹娂夹g(FSI)知識，如果還要了解更多的發(fā)動機知識請繼續(xù)關注共贏網(wǎng)的另一篇文章《什么是轉子發(fā)動機》2005/0851我國通用小型汽油機技術標準現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢林漫群高翔賈濱景亞兵孫亞琴張順閻希成（天津大學天津內(nèi)燃機研究所）摘要：針對我國現(xiàn)有的通用小型汽油機相關技術標準，對其加以分類和簡要介紹，并且對當前國家正在進行的標準清理工作、主要的標準現(xiàn)存問題和新制定中的排放標準加以介紹。關鍵詞：通用小型汽油機技術標準ThePresentSituationandDevelopmentTrendofTechnicalStandardsforChineseUniversalGasolineEngineLinManqunGaoXiangJiaBinJingYabingSunYaqinZhangShunYanXicheng(TianjinUniversityTianjinInternalCombustionEngineResearchInstitute)Abstract:ThepaperdescribesbrieflythetechnicalstandardforChineseuniversalsmallgasolineengines,withtheproblemsinthepresently-usedstandardsandtheformulationofnewstandardstouched.Keywords:UniversalsmallgasolineTechnologyStandard1現(xiàn)存標準概述1.1標準清單我國現(xiàn)有通用小型汽油機技術標準22份，標準名單見表1。表1我國通用小型汽油機技術標準名單標準號名稱GB/T15379—1995小型汽油機噪聲限值GB/T15786—1995林業(yè)用小型汽油機通用技術條件GB725—91內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則GB/T10398—1989小型汽油機振動試驗方法GB/T10399—1989小型汽油機振動評級GB3821—83中小功率內(nèi)燃機清潔度測定方法JB/T5135.1—2001通用小型汽油機臺架性能試驗方法JB/T5135.2—2001通用小型汽油機可靠性、耐久性試驗與評定方法續(xù)表標準號名稱JB8890—1999往復式內(nèi)燃機安全要求JB/T6731.1—1993小型汽油機用化油器技術條件JB/T6731.3—1993小型汽油機用化油器產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則JB/T6024—1992小型汽油機化油器量孔型式及結構尺寸JB/T5136—1991工程機械用汽油機技術條件JB/T5137—1991小型汽油機排氣消聲器技術條件JB/T5138—1991小型汽油機用化油器系列型譜JB/T5139—1991小型汽油機用磁電機系列型譜JB/T5141—1991小型汽油機排氣消聲器設計參數(shù)JB/T5144—1991工程機械用汽油機性能試驗方法LY/T1077—1992175汽油機技術條件GN29—1981消防用小型汽油機臺架試驗方法JB/T5135.3—2001通用小型汽油機技術條件JB/T9774—1999中小功率內(nèi)燃機清潔度限值的煩擾程度的一半，要實現(xiàn)這個目標應注意：a)了解噪聲排放、性能參數(shù)與實際運行中所體現(xiàn)出來的煩擾程度之間的相關性，使管理部門制定出有效的噪聲法規(guī)和最低許可限值。b)識別出每一種產(chǎn)品與噪聲最相關的參數(shù)，使管理部門制定出有效的噪聲法規(guī)成為可能。c)確定在噪聲觀測中，單個噪聲源和聯(lián)合噪聲源的影響，使減少噪聲煩擾程度的工作更加有效。d)保證使用產(chǎn)品一致性，避免機械產(chǎn)品在使用周期中噪聲增長。在以上這些領域開展協(xié)作研究是非常重要的，這對噪聲控制策略開發(fā)和完善法規(guī)制訂將起到積極的推動作用，對于歐洲的持續(xù)發(fā)展有著極大貢獻。（收稿日期2005-07-13）標準與法規(guī)522005/081.2標準類別特征從數(shù)量上看，通用小型汽油機技術標準以機械標準為主，有14個，占64%，其次為國標6個，占27%，林業(yè)部標準和公安部標準各1個，共占9%，其數(shù)量分布情況見圖1。通用小型汽油機標準以機械標準為主的原因在于其生產(chǎn)企業(yè)大多隸屬于機械行業(yè)，代表機械行業(yè)的標準化工作自然會更多地涵蓋通用小型汽油機產(chǎn)品。1.3標準年代特征從標準制定的年代來看，80年代4個，90年代15個，2000年以后新發(fā)布的僅3個，其年代分布見圖2。當前技術標準最早為1981年，最近為2001年，跨度整整20年，但最近4年沒有發(fā)布新標準。分析通用小型汽油機行業(yè)標準隨年代變化趨勢須結合中國標準化整體發(fā)展趨勢的大背景。隨著國家經(jīng)濟快速發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化步伐的加快，我國現(xiàn)行的國家標準總體水平偏低、標準老化、結構不盡合理。國家標準委從2004年開始清理國家標準，范圍涉及現(xiàn)有和計劃國家標準項目。320個標準化技術委員和相關的管理部門、6000多名專家參與了這項工作。2005年6月20日，歷時一年半的國家標準清理進入公示階段。據(jù)國家標準委提供的信息，第1批公示的經(jīng)過清理的國家標準和計劃項目占目前國家標準總量的83%。其中，2457項標準將廢止，約9000項標準將修訂或整合修訂，通用小型汽油機的國家標準項目清理工作估計年底前進入公示階段，經(jīng)清理后，國家標準數(shù)量將削減23%。1.4標準內(nèi)容特征通用小型汽油機各種標準所包含的內(nèi)容主要有：整機型號編制方法、通用技術條件、臺架性能、振動、噪聲和零部件等。其中零部件的標準數(shù)量占總數(shù)量的40%，比例最高，標準內(nèi)容分布特征見圖3。型號編制規(guī)則屬于通用型規(guī)范，小汽油機的國標主要內(nèi)容為振動、噪聲和清潔度方面的內(nèi)容。在清潔度方面，國標與機械行業(yè)標準有重疊。部分標準所涉及內(nèi)容與當前的市場運作和政府管理機制已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的脫節(jié)。2標準熱點問題2.1通用小型汽油機的重要指標——功率當前通用小型汽油機生產(chǎn)企業(yè)必須在產(chǎn)品說明書上標明關鍵技術指標，否則將被認定為違規(guī)。作為動力性指標，功率是必須標注的，功率的概念似乎不難理解，但當前的情況沒有那么簡單。通用小型汽油機應用領域很廣，用途不同對其動力要求不盡相同，有的要求長時間工作，如水泵；有的短時間工作，如家用剪草機、修邊機等，一般使用1小時左右；有的要求工作時間更短，如伐木鏈鋸，幾分鐘就可以。面對如此復雜的應用場合，在機械行業(yè)標準JB/T5135.3—2001給出了持續(xù)功率、12h功率、1h功率、15min功率和最大功率5種標定功率定義。當前行業(yè)比較熟悉前4種定義，但存在著將最大功率與標定功率相提并論的現(xiàn)象。圖3標準內(nèi)容分布特征整機型號1個安全1個振動2個噪聲1個臺架性能4個清潔度2個零部件7個通用技術條件4個其它2個圖1通用小型汽油機標準數(shù)量分布國標6個機械標準14個16圖2通用小型汽油機技術標準年代分布1980’s年代814121064201990’s2000’s新標準數(shù)量，個標準與法規(guī)2005/0853在功率標注問題上不排除有些企業(yè)希望標得大一些吸引消費者，甚至有一種對最大功率的錯誤解釋——“該企業(yè)所生產(chǎn)的同型號發(fā)動機中功率指標曾經(jīng)達到過的最大值”。這種理解顯然不恰當。上述標準中明確定義“最大功率”——通用小型汽油機允許連續(xù)運轉5min的標定功率”。與“標定功率”相平行的概念是“超負荷功率”，具體定義請參見標準原文。最大功率測量方法參見機械行業(yè)標準JB/T5135.1—2001中節(jié)的規(guī)定。簡言之，認為“最大功率”不屬于“標定功率”以及“最大功率”不必每臺都達到這2種認識都是不恰當?shù)摹?.2通用小型汽油機可靠性與耐久性要求機械行業(yè)標準《JB/T5135.2—2001通用小型汽油機可靠性、耐久性試驗與評定方法》中有關可靠性要求累計運行120h，耐久性要求連續(xù)運行200h。該規(guī)定是當前通用小型汽油機企業(yè)另一個關注的問題。如前所述，通用小型汽油機的廣泛用途導致不同機器的設計使用壽命差異較大。例如，驅動水泵的發(fā)動機，設計壽命比較長，家用剪草機在美國一般一個月用1～2次，每次30min到1h，每年有草的季節(jié)有4～6個月，一臺發(fā)動機只用1～2年便被廢棄掉，如此算下來該發(fā)動機的實際使用時間不過30小時?？梢?，如現(xiàn)行標準不分用途一概要求120h可靠性和200h耐久性的做法欠妥，企業(yè)已經(jīng)有修訂該標準的意愿，現(xiàn)正在積極籌備中。2.2噪聲標準我國于1986年12月發(fā)布了通用小型汽油機的噪聲限值國家標準GBn264—86,于1995年修訂為GB15739—1995,自1996年5月1日起實施，又于2001年提出了新的修訂稿，至今還未批準。修訂稿的適用范圍為≤30kW的往復活塞式通用小型汽油機，不包括摩托車用發(fā)動機、舷外機等專用發(fā)動機?？偟膩碚f，對于非道路用車輛和機械噪聲控制標準，基本分成2類：1）噪聲測試方法標準，如：GB1859—2000往復式內(nèi)燃機輻射的空氣測量工程法及簡易法；2）噪聲限值標準，如GB15739—1995小型汽油機噪聲限值；目前通用小型汽油機噪聲限值采用的國家標準為GB15739—1995，適用范圍是功率為30kW以下汽油機產(chǎn)品，主要內(nèi)容為：噪聲類型、測量方法、適用于小型汽油機允許的噪聲限值。小型汽油機按其配套用途、使用環(huán)境，由生產(chǎn)廠規(guī)定其產(chǎn)品的噪聲類型。同一機型采用不同的消聲措施，可以屬于不同的噪聲類型：低噪聲型（用于發(fā)電機組及室內(nèi)環(huán)境使用的汽油機），高噪聲型（轉速大于7000r/min，有個人噪聲防護條件或用于野外作業(yè)的汽油機），一般型（除以上2種以外的汽油機）。如前所述，通用小型汽油機噪聲測試方法與限值分在2個標準中，這2個標準更新并不同步，GB15739—1995有關噪聲限值標準所引用的測試方法——GB1859工程法和簡易法在2000年修訂并代替了GB1859—1989和GB81940—1987。GB1859—2000等同采用國際標準ISO6789:1995，歐洲的相關法規(guī)也大多引用ISO標準，這標志著我國通用小型汽油機噪聲標準的測試方法與國際接軌。在歐洲一般只對通用小型汽油機安裝到機具上以后的總成提出噪聲限值要求。2.4排放標準排放是當前通用小型汽油機領域的熱點問題。我國目前尚未發(fā)布適用于通用小型汽油機的排放標準，排放領域存在一個現(xiàn)象——企業(yè)對非道路通用小型汽油機排放控制領先于國家標準制訂進程，這在汽車和摩托車領域是不多見的，當前通用小型汽油機出口歐美是其動因，目前我國通用小型汽油機部分產(chǎn)品已經(jīng)通過美國和歐洲的排放認證。國家環(huán)保總局2004年開始著手調(diào)研國外排放和噪聲等環(huán)保強制標準體系，調(diào)研發(fā)現(xiàn)歐美發(fā)達國家在嚴格控制道路車輛排放的同時于10年前開始關注非道路發(fā)動機排放問題，并且發(fā)布和實施了相應的標準。2004年受國家環(huán)?？偩治?/p>