Chang'an Automobile Brand PaperPropuesta de proyecto de graduación (tesis) del Instituto de Tecnología Huaiyin Apellido del estudiante: Especialidad: Liu Yang ID del estudiante: 1071507216 Investigación y diseño de tecnología de combustión ultrafina para ingeniería de servicios automotrices (Título de tesis Tesis de diseño) Título: Referencia de tesis Supervisor: Yan 2010 12 3. Informe de propuesta de diseño (tesis) 1. Combinado con el tema del proyecto de graduación (tesis) y basado en la literatura revisada, cada estudiante escribirá una revisión de la literatura de aproximadamente 2000 palabras, describiendo la fuente del tema y el propósito de la investigación. 1. Fuente del tema y propósito de la investigación Aunque existe desde hace muchos años, el petróleo, como recurso no renovable, eventualmente se agotará. Por lo tanto, por un lado, los países de todo el mundo están mejorando la economía de combustible de los motores de combustión interna y, por otro lado, también están desarrollando activamente combustibles alternativos para motores de combustión interna y vehículos eléctricos. En China, los motores de combustión interna consumen el 45% de los recursos petroleros, el 75% del diésel y más del 60% de la gasolina. En la actualidad, mejorar la economía de combustible es de gran importancia. Además, las emisiones nocivas y el ruido de los motores dañan el medio ambiente y la salud humana. Para mejorar la economía de los motores de automóviles, la combustión pobre o incluso la combustión ultra pobre se ha convertido en un medio importante para varios fabricantes de motores de automóviles. En los motores de automóviles tradicionales, para garantizar un funcionamiento estable y confiable del motor, cuando el motor de gasolina funciona normalmente, la relación aire-combustible de la mezcla utilizada debe ajustarse dentro del rango de 12-18. La combustión ultra pobre es un proceso de combustión de una mezcla con una relación aire-combustible superior a 20:1, lo que puede hacer que el combustible se queme más completamente. Dado que se reduce la temperatura máxima después de la combustión, por un lado, la pérdida de transferencia de calor a través de la pared del cilindro es pequeña, por otro lado, se reduce el fenómeno de disociación de los productos de combustión y también se mejora la eficiencia térmica. Desde otra perspectiva, es menos probable que se produzcan golpes al utilizar una mezcla pobre debido a la menor presión y temperatura en el cilindro. Luego se puede aumentar la relación de compresión, se puede aumentar la relación de expansión y la temperatura de la mezcla y se puede reducir la cantidad de residuos de gases de escape en la cámara de combustión, mejorando así la eficiencia de utilización de energía del combustible. Al adoptar una mezcla pobre y las correspondientes medidas de control de emisiones, las emisiones nocivas de CO, HC, óxidos de nitrógeno, CO2, etc. de los motores de gasolina se reducirán considerablemente. Cuando se quema pobre, los componentes principales de la cámara de combustión, O2 y N2, tienen. Calores específicos pequeños y alto índice de variabilidad K. Por tanto, el motor tiene una alta eficiencia térmica y una buena economía de combustible. 2. Estado de la investigación de temas nacionales y extranjeros Estado de la investigación de temas nacionales y extranjeros La combustión pobre de los motores de automóviles incluye el sistema de inyección pobre (PFI), el sistema de combustión pobre de inyección directa (GDI) y el sistema de encendido por compresión híbrido homogéneo (HCCI). 1. Sistema de inyección pobre (PFI) y sistema de inyección pobre (PFI). El sistema de mezcla pobre de inyección de puerto se puede dividir en dos tipos según los diferentes patrones de flujo del aire de admisión en el cilindro: 1.1 Sistema de mezcla pobre estratificado Vortex. El representante de este motor de mezcla pobre es el sistema de mezcla pobre de tercera generación de Toyota. VTCE-E de Honda y sistema de mezcla pobre de Mazda. El sistema de mezcla pobre de tercera generación de Toyota y el sistema de mezcla pobre de Mazda son los mismos que los de Tebi. El punto de partida es que la válvula de control de turbulencia (SCV) se utiliza para regular la intensidad del vórtice. Cuando la carga es baja, la SCV se cierra para obtener fuertes corrientes parásitas. Con cargas elevadas, la SCV se abre para obtener un flujo de vórtice oblicuo, lo que promueve la mezcla de combustible y aire. 1.2 Sistema de combustión pobre estratificada por rotación Mitsubishi Motors Corporation de Japón ha implementado con éxito un sistema de combustión pobre estratificada por rotación (MVV) en el cilindro en motores de tres y cuatro válvulas mediante la inyección de combustible en el puerto de admisión. Más tarde, Mitsubishi desarrolló un sistema de combustión pobre estratificada por rotación adecuado para motores de cuatro válvulas. En la entrada de aire de un motor de gasolina de 4 válvulas están dispuestos simétricamente dos deflectores verticales. El combustible se inyecta entre los dos deflectores, de modo que la mezcla se distribuye en un sándwich fino, rico y pobre a lo largo del eje de rotación del cilindro, que puede ser distribuido. Dar rienda suelta a la bujía. Ventajas de la colocación central. La limitación del motor PFI es que el 20% de las boquillas están instaladas en la parte posterior de la válvula de admisión en la culata y el 80% están instaladas en el colector de admisión cerca de la culata, donde estarán en la válvula de admisión cuando se arranca el motor. Dado que es difícil que el combustible se evapore cuando se arranca un motor frío, el suministro real de combustible es mucho mayor que la relación aire-combustible requerida, lo que aumenta significativamente las emisiones de HC no quemados del motor. Otra limitación del motor PFI es que la válvula de mariposa se utiliza para controlar la carga en cargas pequeñas y medianas, lo que provoca pérdidas por estrangulación. El motor GDI utiliza un modo de carga estratificada en cargas pequeñas y medianas para controlar la carga del motor controlando la cantidad de aceite inyectado en el cilindro. No hay válvula de estrangulación, lo que reduce las pérdidas de bombeo y de calor. 2. Sistema de mezcla pobre con inyección directa (GDI) Cuando el motor de gasolina con inyección en puerto del sistema de mezcla pobre con inyección directa (GDI) no utiliza soporte de combustión para organizar la mezcla pobre, es difícil que la relación aire-combustible exceda 27:1, pero la relación directa sistema de inyección pobre pero es fácil exceder este límite.

En comparación con los motores de gasolina de mezcla pobre con inyección fuera del cilindro, los motores de gasolina de mezcla pobre con inyección en el cilindro tienen las características de baja pérdida de bombeo, pequeña pérdida por transferencia de calor, alta eficiencia de carga, buen rendimiento antidetonante y rápida respuesta dinámica. . Los primeros motores de gasolina GDI utilizaban el mismo sistema de suministro de combustible de bomba, tubería y boquilla que los motores diésel para lograr una inyección tardía. El combustible se inyectaba en el cilindro al final de la carrera de compresión y la mezcla se estratificaba a través del vórtice de admisión o flujo giratorio. . El método de trabajo de inyección directa en el cilindro del motor de gasolina ha adoptado sucesivamente el modelo alemán Benz300SL en la década de 1950, el sistema MAN-FM en la década de 1960, el sistema TCCS de Texaco y el sistema PROCO de Ford en la década de 1970. La mayoría de estas primeras tecnologías se basaban en dos válvulas por cilindro y una cámara de combustión de pistón en forma de cuenco, utilizando la bomba mecánica y el inyector del motor diésel para lograr la postinyección. Estos primeros motores GDI lograron un control sin aceleración en la mayoría de los rangos de carga y lograron una economía de combustible cercana a la de los motores diésel de inyección indirecta. Su principal desventaja es que debido al sistema mecánico de suministro de combustible, a plena carga o incluso a plena carga, el tiempo de postinyección es fijo, y el humo de la combustión limita la relación aire-combustible a 20:1, debido a. La rápida mejora de la tecnología de fabricación de motores, utilizando tecnología avanzada de control electrónico, resolvió muchos problemas de control y emisiones de los primeros motores de inyección directa. El desarrollo de nuevas tecnologías y estrategias de control electrónico ha hecho que muchos fabricantes de motores reconsideren las ventajas potenciales de los motores GDI. En 1996, Mitsubishi Motors de Japón tomó la iniciativa en el lanzamiento del motor de inyección directa guiada por pared 4G93, 16 válvulas y árbol de levas en cabeza de 1,8 L; Toyota desarrolló un motor 2GR-FSEV6 con sistemas de suministro de combustible GDI y PFI. En 2004, General Motors desarrolló un motor estratificado de inyección directa de mezcla pobre utilizando tecnología de sincronización variable de válvulas (VVT). Basado en el motor de mezcla homogénea de baja presión GDI V12, BMW desarrolló el motor de inyección directa R6 en 2006 que puede lograr una combustión pobre estratificada. A finales de 2000, la empresa alemana Volkswagen aplicó principios similares a los motores diésel TDI a los motores de gasolina mediante sistemas de control electrónico y desarrolló un motor de inyección directa estratificada guiada por pared (FSI), que se aplicó a los modelos Lupo. Su consumo medio de combustible cada 100 km es de sólo 4,9 litros, lo que lo convierte en el primer automóvil del mundo con motor de gasolina de 5 litros. En 2004, Audi comenzó a vender su motor de gasolina sobrealimentado de inyección directa estratificada 2.0T-FSI. 3 Sistema de encendido por compresión híbrido homogéneo (HCCI) Sistema de encendido por compresión híbrido homogéneo (HCCI) El HCCI es un nuevo método de combustión desarrollado sobre la base del motor de gasolina compuesto anterior. En pocas palabras, es un método de encendido por compresión de los motores de gasolina. Esta tecnología se propuso y probó a principios de la década de 1990, pero la tecnología de control electrónico no estaba tan madura como lo es ahora, por lo que el público no conocía esta tecnología hasta ahora. Ya en la década de 1930, la gente reconoció el modo de combustión de compresión de mezcla homogénea y combustión espontánea en los motores de gasolina, pero siempre se ha considerado un fenómeno de combustión anormal y suprimido. La aplicación real y consciente de la combustión HCCI en motores de dos tiempos comenzó con la investigación de On-ishi y Nouchi en 1979. En los últimos años, Aoyam et al. han estudiado el método de control de la combustión de HCCI de gasolina y combustibles alternativos, y Mai Si et al. Estos trabajos han profundizado la comprensión de la combustión de HCCI y han proporcionado experiencia para el control de la combustión de HCCI. La estructura técnica de los motores que utilizan tecnología HCCI es más compleja que la de los motores normales. Cuando un motor de gasolina se acerca al final de su carrera de compresión, se inyecta gasolina en el cilindro a través de una boquilla de inyección directa. La relación de compresión de los motores HCCI es mayor que la de los motores de gasolina normales y pueden utilizar una mezcla bastante pobre. Por lo tanto, el par se puede ajustar directamente ajustando la cantidad de inyección según el método de ajuste modificado, sin necesidad de una válvula de mariposa. El motor HCCI tiene una temperatura de combustión baja y una baja transferencia de calor a la pared de la cámara de combustión, lo que puede reducir la transferencia de calor radiante y reducir en gran medida la generación de óxidos de nitrógeno. Otra característica es que el periodo de combustión es muy corto. Dado que el proceso de combustión se basa principalmente en reacciones químicas más que en procesos de mezcla, el ciclo de combustión puede ser más corto que el de los motores diésel tradicionales. Además, el octanaje del combustible que utiliza puede variar dentro de un amplio rango. Se pueden utilizar combustibles con índices de octanaje más altos, como gasolina, gas natural y éter dimetílico, como combustible principal, o se puede utilizar una variedad de combustibles para la combustión mixta. También se puede utilizar como método para controlar el punto de inicio de la combustión y el rango de carga en la combustión HCCI ajustando la proporción de combustible de alto octanaje a combustible de bajo octanaje. Sin embargo, los motores equipados con tecnología HCCI también tienen esta evidente desventaja.