直喷稀燃问题解决方案

到目前为止，执行上述直喷稀燃喷射方式的装置中仍存在的问题，未来可以通过下述方法解决。

分层稀燃运行时，发动机功率的控制问题可以靠现代先进发动机管理技术来解决，所以不算是问题。现代发动机管理系统可做到：精确计量所需的喷油量，形成所需的喷油压力，确定正确的喷油时刻，精确、直接地将汽油喷入发动机燃烧室内。

（一）发动机转矩控制问题

发动机管理系统还必须协调对发动机提出的千差万别的转矩要求，对发动机做必要的控制。发动机指示转矩是重要的系统参数。转矩控制结构可以细分为三部分，即转矩需求、转矩协调和转矩执行。

1.转矩需求

最重要的转矩需求是由驾驶员踩加速踏板输入的。发动机管理系统根据加速踏板的位置来识别驾驶员对发动机输出转矩的需求。

此外，转矩需求可能来自变速箱换挡控制器位置确定的模式、牵引控制系统（TCS或ASR）和电子车辆稳定系统（ESP）、巡航控制、发动机的反拖控制、发动机的转速控制、车辆行驶速度限制、起动控制、怠速控制、催化器预热控制和发动机零部件保护控制共11项。

2.转矩协调

转矩需求确定后，转矩协调是对确定的转矩需求进行发动机瞬时损失扭矩修正，如打空调、打转向盘、打前照灯和挂挡等，所以转矩协调是发动机管理系统确定转矩需求的最后一关。

3.转矩执行

发动机控制扭矩的三种方法如下。(www.xing528.com)

（1）控制单元通过电子节气门控制进气量，从而确定喷油量，最终确定混合气量。

（2）控制单元通过控制喷油器的喷油时间控制喷油量，这个过程需要一个必须是宽带型的氧传感器反馈空燃比。

（3）控制单元通过改变点火提前角来控制扭矩。

（二）NOx的处理

稀燃期间NOx的处理可以靠先进催化转换工程技术来解决。

现在的发动机管理系统是按欧Ⅲ标准设计的，更为严格的欧Ⅳ标准将会实施。目前，直喷稀燃发动机实现批量生产的关键在于对NOx处理的催化转化工程技术的开发。

分层充量时，会生成大量的NOx成分，借助高废气再循环率可达到减少废气中NOx约70%的含量，余下的30%NOx不做处理是不能满足废气控制法规的。三元催化转化器（TWC）不能减少稀薄废气中的NOx成分，余下的30%NOx只能用新型的、针对NOx的一元催化转换器进行处理。

减少废气中NOx含量的方法是采用NOx吸藏型催化转化器。利用稀薄废气中的氧气将氮氧化物以硝酸盐的形式储存在催化转化器的表面，当转化能力耗尽时，催化转化器前部的宽带型氧传感器和后部的窄带型氧传感器会对转换器的转换能力是否达到极限做出判断，控制单元暂时地切换到加浓的均匀充量工况，硝酸盐与加浓时生成的CO结合还原成氮气，从而完成催化转换器的再生。这种浓稀混合气的切换是在不导致汽车动力突变的情况下进行的。现阶段，部分地区的汽油中的硫含量超标严重，导致这种催化器失效，所以在使用这种催化转化器之前，必须先减少汽油中的硫含量。

我们说上述两个问题可以解决，但事实上国内“直喷稀燃发动机”还未批量生产。不过“直喷发动机”已经在我国生产。“直喷发动机”控制元件与“直喷稀燃发动机”几乎相同，但控制单元内管理系统和缸外喷射的管理系统相差不多，催化器仍然是三元催化器。