化油器式和大部分进气道喷射汽油机一般只能在空燃比小于25的范围内工作,且采用均质预混合方式。此种方式的空燃比限制在以化学当量比为中心的狭窄区域内,即空燃比小于25的范围内工作,其本身存在燃油经济性较差和自身排放高的缺点:
为保证所要求的空燃比,只能用进气管节流的方式对混合气充量进行调节。由于节流会引起较大的泵气损失,造成低负荷时的燃油经济性较差。
由于缸内充满均质的易着火和燃烧的混合气,容易产生爆燃,因而不能采用高压缩比,使热效率较低。
浓混合气的比热容较低,也使热效率较低。在化学计量比附近燃烧,N排放较高。
②非均质分层进气
由于均质预混合方式的缺点,目前,分层进气(分层燃烧)发动机作为稀薄燃烧中的非均质燃烧是实现稀薄燃烧的主要方式。随着空燃比的增加,由于混合气过稀,火花塞周围微小点火体内的燃料量太少,产生的热量不足以聚集形成火焰,均质混合气难以点燃且燃烧速度减慢,会造成燃烧不稳定,使油耗和HC排放上升。传统发动机供给各缸的混合气成分不均匀,在汽油机中只要形成火焰,在火焰的传播过程中,即使是相当稀的混合气,也能正常燃烧。为了提高稀薄燃烧界限,可采用分层充气燃烧,以保证在空燃比大于20的条件下在火花塞周围形成易于着火的较浓的可燃混合气(空燃比在12~13.5),而在周边区域和燃烧室的大部分区域是较稀混合气或空气。在浓稀之间,有从浓到稀的各种窄燃比混合气,以利于火焰的传播。
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