在超稀薄燃燒汽油發動機中，預計隨著低溫燃燒導致的冷卻損失減少，熱效率將顯著提高，但為了提高熱效率，必須抑制爆震並減少高負荷區域的冷卻損失。傳統化學計量空燃比的大多數汽油發動機噴水從進氣口噴水。在這種情況下，混合氣被比較均勻地冷卻，但是通過向混合氣中均勻添加水，燃燒率大大降低，因此在超稀薄燃燒中燃燒不穩定性可能會增加。...

　因此，在本研究中，我們提出了一種“分層蒸汽隔熱罩”，將水直接注入氣缸中，並在活塞表面附近集中分佈蒸汽，同時避開火花塞附近。其結果是，即使在超稀薄燃燒中也能在不使燃燒惡化的情況下獲得水的冷卻效果，並且在活塞附近的未燃燒區域中經常發生的爆震和從活塞表面到外部的大量冷卻損失可以得到有效降低。

　結果，通過優化各種工況，將過剩空氣比提高到2左右，最後將壓縮比提高到17，將目前40%左右的乘用車發動機淨熱效率提高到51.5 %，以及圖示的熱效率（氣缸內活塞上表面的燃燒氣體做功除以輸入熱量的值）提高到52.6%，達到世界最高水平乘用車汽油發動機的熱效率。

　未來，將通過同時測量水汽分佈和熱通量來闡明提高熱效率的機理，通過優化注水器的形狀和安裝位置可以進一步提高熱效率。

論文信息：[International Journal of Engine Research] 活塞頂面分層水絕緣提高超稀燃火花點火發動機的熱效率