分层燃烧技术在气缸内所形成的混合气浓度并不是均匀的,在靠近火花塞的内层空间混合气偏浓,在远离火花塞的外层空间(靠近气缸壁与活塞顶部)混合气则偏稀。这样混合气就形成了由内及外、由浓到稀的状态,只有这样才为分层燃烧做好了准备。 缸内分层燃烧技术如图1-23所示,通过二次喷油实现分层燃烧。发动机在进气行程活塞移至下止点时,ECU控制喷油嘴进行一次小量的喷油,使气缸内形成稀薄混合气:在活塞压缩行程末端时再进行第二次喷油,这样在火花塞附近形成混合气相对浓度较高的区域(利用活塞顶的特殊结构),然后利用这部分较浓的混合气引燃气缸内的稀薄混合气。 目前,为达到分层燃烧除采用多次喷射技术,使混合气浓度加以区分之外,还利用燃烧室壁面结构,令混合气产生滚流,进而产生浓度差异:通过可变进气技术,在发动机低速运转时,对部分进气道实施截流,以增大进气涡流强度,促使混合气分层的形成。
在分层燃烧模式下,整个空燃比A为1.6~3(空气过量),这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果,使得发动机的油耗更低。同时在分层燃烧状态下只有火花塞附近的区域进行燃烧,最外侧极为稀薄的混合气相当于一个隔热棉可以将通过缸壁传导所损失的热量降到最低,提高了发动机整体的热效率。但分层燃烧模式并不是在发动机的任何工况下都适用的,只有在比较柔和的驾驶方式下才能实现分层燃烧,而在需要动力性能的时候,就需要转换到均质燃烧模式。
该模式下,只在进气行程进行一次喷油,这样在点火前,气缸内所形成的混合气的浓度是均匀的,而且空燃比λ约为1。此外,分层燃烧技术存在着一个目前难以得到综合性解决的氮氧化物排放问题,而这也是该项技术在欧洲逐步取消的根本原因。
