汽车新技术之汽油机缸内直喷课件

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缸内直喷技术(新技术) ppt课件

TSI
• 在国外大众的1.4T发动机上以及进口发动机，TSI代表的是Twincharger Fuel Stratified Injection这几个单词首字母的缩写，可以理解为双增压+分层燃烧+喷射。
• 国内生产的1.4T发动机则省掉了机械增压和分层燃烧
，仅保留了涡轮增压和缸内直喷。
• 大众1.8/2.0TSI中的“TSI”则代表着Turbo Fuel Stratified Injection,可以理解为涡轮增压+分层燃烧+ 缸内直喷的意思，不过国内则省掉了分层燃烧。
传统多点燃油喷射
PPT课件
2
在对能源和环保要求日趋严格的今天，传统多点燃油喷射技术已不能满足人们要求，于是更为精确的燃油
喷射技术诞生，那就是缸内直喷技术。
PPT课件
3
•
汽油机直喷技术是指发动机采取和柴油机相同的
喷射工作方式，直接向气缸内喷射汽油。因此也有人
认为汽油直喷技术就是将柴油机的形式移植到汽油发
• 稀薄燃烧是提高汽油机燃油经济性的重要手段。缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术可以分为均质稀燃和分层燃烧两种燃烧模式。
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在火花塞间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓混合气（12~13.4），在燃烧室大部分区域是较稀混合气，两者之间为了有利于火焰传播，混合气浓度从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，这就是所谓的分层燃烧。
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2、进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧
在发动机转速低于3750 转/分或发动机负荷低于40% 时，进气歧管翻板是关闭的。下部进气道被封闭，于是被吸入的空气就会通过上部进气道加速后呈紊流状流入燃烧室，利于混合气的形成与雾化。

缸内直喷式汽油机工作.ppt

大幅度降低。
4、起动性能的提高：因燃油为直接喷入气缸，无燃油的粘结损耗，又因火花塞处为高浓度混合气，与传统的均质混合方式相比，起动性能得到提高，发动机在1～2个循环，即可起爆运转。而传统的均质混合发动机，需要十几个循
环，才能起爆运转。
5、中小负荷工况时的喷油特点：乘用车在市内行驶占有的时间为75%～85%，多在中、小负荷工况下工作，应在压缩行程后期喷油，以经济超稀薄混合气成分为主，
因高压缩比和高速强涡流及涡流分层高效率燃烧的结果，即：进气涡流、压缩涡流、燃烧涡流的综合效果，与传统的电喷汽油机相比，输出的功率Pe和输出扭矩Me提
高了10%。
超稀薄的混合气，空燃比A/F可达30～40： 1，与传统的汽油机相比，因燃烧过程和燃烧温度控制的合理，节油率可达40%，可使排气中的CO、HC、NOx等有害物质
一、电控汽油喷射系统的重大变革：
1、三菱汽车公司和丰田汽车公司，在上个世纪的九十年代，即研发出“高灵敏度、高压缩比、超稀薄混合气”的缸内直喷式汽油机。压缩比可达12~13：1，实现了“低油耗、低污染、高功率”的梦想。
2、它抛弃了传统的利用空间和时间的均质混合方式，采用缸内强涡流运动混合方式，在压缩冲程的后期，和柴油机一样，直接向缸内喷射燃油，实现 “质的调节”，它对燃油的质量要求不高，摆脱了汽油质量对压缩比提高的制约。相继点火后，实现分层燃烧，利用 A/F=30~40：1的超稀薄混合气稳定燃烧，极大的改善了汽油机的动力性、经济性、净化性。
敏的快速上升；扭矩值在常用转速区内平
直的变化，最适合装用自动变速器的中、
小型客车。
END！
缸内直喷式汽油机（GDI ）工作原理
山东交通学院吴际璋

汽油机缸内直喷双喷射 ppt课件

燃油喷射发生在进气冲程中。
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FSI直喷发动机的压缩比高，在这种情况下对油的标号和油质要求就很严格。就目前中国的情况来说，必须使用98号的高清洁度汽油。
奥迪Q7(进口)2010款 4.2 FSI 手自一体豪华型
发动机压缩比 13
燃油标号
97
环保标准
欧IV
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直喷发动机的缺陷
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11
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12
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13
高压喷油器
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14
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15
进气歧管翻板
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50-100bar
喷油时刻开始于压缩行程上止点前约60度，结束于压缩行
程上止点前约45 度。
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TSI发动机燃烧控制模式
1、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。
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分层燃烧时喷油时间在上止点前60°至上止点前45°，喷射时刻对混合气的形成有很大影响，燃油被喷射在活塞顶的凹坑内，喷出的燃油与涡旋进气结合形成混合气。混合气形成发生在曲轴转角40°至50°范围内，如果小于这个范围，混合气无法点燃，若大于，就变成均质状态了。分层燃烧的过量空气系数一般在1.6-3之间。
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缸内直喷 D-4S系统
进气歧管喷射歧管喷射则在高负荷高转速下雾化及混合效率不及缸内直喷。缸内直喷系统在冷启动时的油气混合效果却不如歧管喷射，

【教学课件】第一章_汽车新技术-_发动机新技术

2021/8/17
1.3 缸内汽油直喷发动机
❖ 重点掌握： ❖ 缸内汽油直喷发动机的结
构； ❖ 缸内汽油直喷发动机的工
作原理； ❖ 缸内汽油直喷发动机的应
用
1
1、缸内汽油直喷系统概述
❖ 传统汽油发动机供给燃料方式通过化油器供油，或者通过机械或电控喷射阀将燃油喷射入进气道中，之后进入汽缸。直喷发动机，顾名思义，就是把汽油直接喷射到汽缸内，当然，这样做的好处，就是可以精确控制喷油量，使得发动机在性能、油耗、排放等各方面都最佳化。
优点
29
1、压缩比概念
❖
❖ 压缩比指汽缸总容积与燃烧室容积之比压缩比一般用ε表示。压缩比表示活塞从下止点运动到上至点时，气缸内气体被压缩的程度。轿车的汽油发动机压缩比是9-11，柴油发动机是18-23。
2
燃油缸内喷射示意图
2021/8/17
3
2、缸内汽油直喷系统的构造和工作原理
❖ 构造：
❖ 设计上，FSI发动机配备有按需分配的燃油控制系统，每缸4气门，可变进气歧管（可变进气道系统）及进排气凸轮轴连续可调装置（可变气门正时系统）。
❖ 工作原理：
❖ 理论上，FSI发动机有至少两种燃烧模式：分层燃烧和均质燃烧，有人还把均质燃烧模式细分为均质稀燃模式和均质燃烧模式。
的应用
17
1、复合火花点火发动机概念
❖ 概念：
❖ 复合火花点火发动机一般指发动机每个汽缸采用2个或2个以上火花塞，一般常见的是每缸采用两个火花塞。
❖ 双火花塞一般采用对角布置，以实现顺序相位点火控制。采用双火花塞的设计使点火的效率更高，同时提高了发动机的压缩比，使燃料效率得到了提升，加快缸内混合气的燃烧速率，以改善发动机的性能。

汽车发动机缸内喷射发动机的原理精品PPT课件

• ③ 加装燃烧压力传感器。汽油机的压缩比在提高
到10以上时，为了防止汽油机出现爆燃现象，在燃烧室内加装了燃烧压力传感器，使燃烧室内的燃烧状态及时反馈到ECM（电子控制器），ECM根据预先设定的数据对喷油及点火进行调整，使汽油机各项性能指标均保持在最佳状态。 • ④ 采用大口径喷油器，通过提高燃油系统压力，使燃油能在设定时刻准确无误地充分喷入燃烧室内。 • ⑤ 氧传感器的重新研究开发。为了保证燃烧的稳定性，稀薄燃烧系统严格要求进气涡流的组织、喷油定时和各工况下的空燃比控制。采用测量范围较宽的新型氧传感器，通过PID（比例-积分-微分）调节来对空燃比进行闭环反馈控制。
三代汽油机工作方式及优缺点对比
缸内喷射（GDI）
进气道喷射
化油器
喷油方式
缸内直喷
进气道喷射
无
混合气形均质或者分层稀薄混合气成
均质混合气

均质混合气
空燃比范围
12～50，甚至更高
化学计量比14.7
12～17
充气效率
较高（中小负荷时取消节气门量、调节负荷方式可以显著降低进气节流损失，燃油汽化冷却进气）
• 日本丰田、三菱、本田，美国福特，德国奔驰等许多国外汽车公司和研究机构都开发了比较成熟的GDI机型和产品。这些GDI机型，除了福特、Fiat、Isuzu等生产的少数机型仍采用单一的均质预混燃烧模式外，大都根据汽油机的不
同工况而采用了不同的混合燃烧模式。广泛使用的是内开
式螺旋喷油器，中小负荷区域通过压缩行程后期喷油和燃
• 缸内喷射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。

汽车新技术之汽油机缸内直喷

1.缸内直喷技术概述
• 缸内直喷又称FSI(Fuel Stratified Injection)，即燃料分层喷射技术，代表着传统汽油引擎的一个发展方向。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，所以希望喷油嘴能够直接将燃油喷入汽缸。在近来各汽车厂商采用的发动机科技中，最炙手可热的技术非缸内直喷莫属。
• 这种发动机，部分负荷情况下采用分层燃烧，在火花塞附近形成极易点燃的较浓混合气，而在其他区域，则追求无油区，即形成空燃比趋向无穷大区域。主要有壁面阻挡型和软喷射型等燃烧系统。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
3·1.分层燃烧缸内直喷
• 丰田D一4发动机采用壁面阻挡型稀薄燃烧系统(图1)。当活塞运动到一定位置时，喷油器喷出的油束到达与活塞顶部凹坑基本垂直的壁面上，与壁面碰撞并飞溅。进气气流经过电控涡流阀(E—SCV)，形成斜向进气涡流。空气涡流运动使已蒸发的汽油蒸气和飞溅的油滴沿壁面横向运动，促进缸内混合气的形成。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
2.缸内直喷技术的工作原理
• 缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
4.4.缸内空气运动的组织

汽车新技术之汽油机缸内直喷培训课件(ppt 45张)

图4.福特PROCO稀薄燃烧系统
4.缸内直喷技术现状
• 燃油供给和喷射系统 • 喷射模式 • 燃烧系统 • 缸内空气运动的组织
4· 1.燃油供给和喷射系统
• 现代的GDI发动机燃油供给系统设计，为了达到分层稀薄混合气所要求的喷雾质量和灵活的喷油定时，均采用了精度高、响应快的柔性电控手段。高压共轨喷射系统加电磁驱动喷油器被认为是满足缸内灵活喷射要求的喷射系统之一。 • 该系统由低压输油泵、燃油压力传感器、喷油压力控制阀、高压油泵、蓄压燃油轨、喷油器等组成。
• 缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。
图1.丰田D—4稀薄燃烧系统
3· 1.分层燃烧缸内直喷
• 三菱4G稀燃系统(图2)与丰田D一4系统相近。进气采用立式进气道，能够产生强大的进气气流，直接流入气缸，流速可达40m/s 一50 m/s，充气效果好，以保证高度的纵向涡流及充气系统。活塞顶部的凹坑浅，且壁面有一定的斜度。在部分负荷输出时，油束与壁面碰撞后飞溅的油滴，随含有汽油蒸气和细小油滴的气流斜向上运动(图2中倒滚流)，被位于缸盖中部的火花塞点燃。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
汽油机缸内直喷技术
1.缸内直喷技术概述 2.缸内直喷技术的工作原理 3.缸内直喷技术特点 4.缸内直喷技术现状 5.缸内直喷技术的实际应用 6.缸内直喷发动机目前存在的问题 7.缸内直喷技术推广应用的主要问题 8.缸内直喷技术今后的研究开发方向

汽油机缸内直喷技术

燃烧过程
汽油机缸内直喷技术通过实现更均匀的混合气分布，优化了燃烧过程。这有助于提高燃烧效率，降低燃油消耗和减少污染物排放。
性能优化
通过精确控制燃油喷射的时间和量，汽油机缸内直喷技术可以实现更高的性能输出。例如，通过优化燃油喷射的时间和量，可以提高发动机的扭矩和功率。
排放控制与净化
排放控制
汽油机缸内直喷技术通过精确控制燃油喷射和混合气形成，减少了污染物排放。这有助于满足日益严格的排放法规要求。
02
汽油机缸内直喷工作原理
燃油喷射与混合气形成
燃油喷射
汽油机缸内直喷技术将燃料直接喷入气缸内部，形成混合气。喷油嘴将燃料喷成雾状，使其与空气混合，实现更均匀的混合气分布。
混合气形成
在燃烧室内，雾状燃料与空气迅速混合，形成均匀的混合气。混合气的形成对于实现高效燃烧和优化排放至关重要。
燃烧过程与性能优化
汽油机缸内直喷技术
2023-11-08
目录
• 汽油机缸内直喷技术概述 • 汽油机缸内直喷工作原理 • 汽油机缸内直喷技术应用 • 汽油机缸内直喷技术的挑战与解决方案 • 汽油机缸内直喷技术对汽车产业的影响 • 汽油机缸内直喷技术未来发展趋势与展望
01
汽油机缸内直喷技术概述
定义与特点
01
02
03
术可以提供更大的动力输出，提高汽车的性能。
缸内直喷的优点与局限
• 降低噪音和振动：如前所述，缸内直喷技术可以降低发动机的噪音和振动，提高驾驶舒适性。
缸内直喷的优点与局限
局限
技术成本高：缸内直喷技术需要更高的制造精度和更复杂的控制系统，因此制造成本相对较高。
油品质量要求高：缸内直喷技术对于油品质量的要求也较高，如果使用不良的油品会导致发动机性能下降和损坏。

汽油直接喷射技术ppt课件

• 油轨提供了高压燃油的调压容积和流向各喷嘴的管路, 以及固定喷嘴的支撑.
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2、空气供给系统
功用：为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气，并测量和控制空气量。
组成：空气滤清器
空气流量计
节气门体
电子控制单元
怠速控制阀
空气阀
29
3、电子控制系统
组成：电控单元：接受来自各个传感器传来的信号，并完成对这些信息的处理
ECU
CPU：中央处理器 ROM：只读存储器 PRAM：可编程的只读存储器 RAM：运行数据存储器 I/O：输入/输出接口
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ECU
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二、传感器
传感器
蓄电池空气流量计 (或进气压力
传感器) 水温传感器节气门位置
传感器起动信号
转速传感器
车速传感器
氧传感器
ECU A/D 转换器
输入接口稳压电源
要求供油量60~250L/h 0.3~0.65MPa 蓄电池电压降至额定值的 50~60%时，油压仍能建立起来
电动汽油泵
电动汽油泵
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燃油泵
滚柱式转子偏心；滚柱装在转子凹槽内；转子旋转时，滚柱压在泵体内表面。进油口处工作容积增大——低压吸油腔；出油口处工作容积减小——高压压油腔。
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空燃比控制方法
39
2.进气管绝对压力传感器(D型间接测量空气流量的方式) 半导体压敏电阻式：由硅片、集成电路和真空室组成。
原理：压力变化，硅片变形，应变电阻阻值变化，电桥输出电压变化。
3.节气门位置传感器线性输出节气门位置传感器：
利用滑动阻值的变化，测得与节气门开度相对应的输出电压。
40
4
三、汽油喷射优点

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• 装配车型：别克君威、君越，凯迪拉克赛威等
6.缸内直喷发动机目前存在的问题
GDI发动机拥有很多优良的性能，如：油耗低、污染小、动力性能好等等。但是 GDI技术同样存在着许多技术瓶颈制约了它的进一步发展和应用，亟待改进。
6.缸内直喷发动机目前存在的问题
• 排放问题： GDI汽油机的开发成功，极大地提高了汽油机的燃油经济性。但其排放总体上要高于工作在理论空燃比下，附加三元催化等尾气处理装置的进气道喷射汽油机。
• 福特汽车公司PROCO
(Progrannned Combustion
Injection)稀薄燃烧系统是程序化燃烧过程的缩写，采用匀质混合缸内直喷汽油机(如图4所示)。进气道为螺旋式气道，汽油直接喷射到燃烧室内，利用涡流和滚流进行油气混合。喷油器位于中央，两侧各有一个火花塞。由于汽油在缸内雾化需要吸收能量，混合气温度下降。因而可以采用高压缩比(ε=15)的发动机，并可在空燃比A/F=25 的条件下工作。
图4.福特PROCO稀薄燃烧系统
4.缸内直喷技术现状
• 燃油供给和喷射系统 • 喷射模式 • 燃烧系统 • 缸内空气运动的组织
4·1.燃油供给和喷射系统
• 现代的GDI发动机燃油供给系统设计，为了达到分层稀薄混合气所要求的喷雾质量和灵活的喷油定时，均采用了精度高、响应快的柔性电控手段。高压共轨喷射系统加电磁驱动喷油器被认为是满足缸内灵活喷射要求的喷射系统之一。
其排放问题主要有： 1)中小负荷下未燃HC排放较多。采用混合气分层后，极易造成火焰从浓区向稀区传播时熄灭。同时，稀燃造成缸内温度偏低，不利于未燃HC随后的继续氧化。壁面阻挡型直喷系统，因喷雾碰壁较多，而活塞顶和缸壁的温度低，使HC排放较高。 2)NOx的排放。虽然因采用较稀的空燃比，气缸内的反应温度较低，但由于分层混合气由浓到稀将不可避免地出现混合气过浓或浓混合气区域过大的状况，这些区域恰恰是高温区域，使NOx生成增加。另外， GDI发动机较高的压缩比和较快的反应放热率也会引起NOx升高。 3)微粒排放。因为局部区域过浓的混合气和未蒸发的液态油滴扩散燃烧而引起颗粒排放增加，并且缸内温度低也造成了微粒氧化不完全。
5.缸内直喷技术的实际应用
• 大众TSI：国外大众的1.4T发动机上以及进口尚酷 1.4T上TSI代表的是Twincharger Fuel Stratified Injection这几个单词首字母的缩写，通过字母表面意思可以理解为双增压+分层燃烧+喷射的意思。
• 而大众1.8/2.0TSI中的“TSI”则代表着Turbo Fuel Stratified Injection,通过字母表面意思可以理解为涡轮增压+分层燃烧+缸内直喷的意思
1.缸内直喷技术概述
• 这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已经大量使用在包含大众（含奥迪）、宝马、梅赛德斯-奔驰、通用以及丰田车系上。
• 各厂商缸内直喷技术英文缩写：大众：TSI、奥迪：TFSI、梅赛德斯-奔驰：CGI、宝马： GDI、通用：SIDI、福特：GDI、比亚迪： TI。
2.缸内直喷技术的工作原理
图6.旋流式喷嘴结构简图
4.2喷射模式
• GDI发动机燃油喷射模式可以分为单阶段喷射模式和多阶段喷射模式。
• 单阶段喷射模式是指在中小负荷时，燃油在压缩行程后期喷入，实现混合气分层稀燃并采用质调节以避免节流阀的节流损失，从而使GDI汽油机达到与柴油机相当的经济性；在大负荷和全负荷时，燃油在进气行程中喷人气缸，实现均质预燃和燃烧，以保持汽油机升功率高的特点。
• 装配车型：速腾、明锐、新宝来等
5.缸内直喷技术的实际应用
• 大众/奥迪的TFSI： TFSI就是带涡轮增压（T)的FSI发动机。
• FSI发动机的主要优势有：动态响应好、功率和扭矩可以同时提升、燃油消耗降低
• 装配车型：奥迪A3、A6L、A8L等
5.缸内直喷技术的实际应用
• SIDI：SIDI是Spark Ignition Direct Injection 的缩写，直译为火花点燃直接喷射技术。
采取这样的燃烧系统。
4.3.燃烧系统
• 上述几种燃烧系统方案的划分是十分粗略的，实际情况是上述几种方案交叉存在，各种因素并存并相互影响。根据AVL的Ricardo公司的研究，火花塞布置在靠近中心的位置可以减少火焰传播距离，在怠速和部分负荷时对分层便于控制，但发动机对喷油器和火花塞之间的位置误差、喷雾变形敏感，火花塞容易被燃油沾湿而形成污垢导致点火困难。另外，火花塞和喷油器都布置在中间有时会影响进气门的尺寸。远距离布置的方式可避免沾湿火花塞，但燃油碰壁较多，并且需要精确设计特殊形状的燃烧室，对缸内混合气运动的组织要求更高一些。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
汽油机缸内直喷技术
1.缸内直喷技术概述 2.缸内直喷技术的工作原理 3.缸内直喷技术特点 4.缸内直喷技术现状 5.缸内直喷技术的实际应用 6.缸内直喷发动机目前存在的问题 7.缸内直喷技术推广应用的主要问题 8.缸内直喷技术今后的研究开发方向
1.缸内直喷技术概述
• 缸内直喷又称FSI(Fuel Stratified Injection)，即燃料分层喷射技术，代表着传统汽油引擎的一个发展方向。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，所以希望喷油嘴能够直接将燃油喷入汽缸。在近来各汽车厂商采用的发动机科技中，最炙手可热的技术非缸内直喷莫属。
4.4.缸内空气运动的组织
• 近年来，日本三菱汽车公司对滚流在GDI发动机中的应用做了大量的试验研究，结果显示，在压缩行程的后期，滚流能够有效地增加靠近缸壁处的气体流动速度，从而可以促进粘附在缸壁上的油滴快速蒸发，也可利用滚流程活塞顶部的凹坑相配合将分层混合气导向火花塞，控制油束碰撞和火焰传播，从排气侧到进气侧的挤流还能提高燃烧速度。
system)、“气流引导法”(flow-g
•
“喷束引导法”：燃油喷嘴靠近火花
塞布置，火花塞位于燃油喷束的边缘，这
种方式的优点是保证当整个燃烧室内为稀
薄混合气时，火花塞周围仍能形成可供点
火的混合气浓度。Ford、Honda公司生产
的某些机型采用这种燃烧系统。
3·1.分层燃烧缸内直喷
图1.丰田D—4稀薄燃烧系统
• 喷油器为高压旋流式 (8MPa～13MPa)，雾化性能好，雾滴高度微粒化，雾滴直径小于5μm。喷射方式控制灵活，对不同转速与负荷采用不同的喷油控制方式，并带有电控废气再循环系统和氧传感器、三元催化器闭环控制系统等。试验结果表明，其轿车工况试验油耗为17.4Km ／L，而相应的装有PFI发动机的汽车油耗为13Km ／L，节油达34％左右。
4.3.燃烧系统
•
“壁面引导法”：燃油喷嘴远离火花
塞布置，利用特殊形状的活塞表面配合气
流运动，将燃油蒸气导向火花塞并在火花
塞间隙形成合适浓度的混合气，如三菱、
丰田、Nissan等公司开发的机型。
4.3.燃烧系统
•
“气流引导法”：同样是燃油喷嘴远
离火花塞，利用缸内有组织的气流运动来
达到上述目的。FEV、AVL公司开发的方案
4.4.缸内空气运动的组织
• 气缸内的空气运动对喷雾和燃烧的影响很大。GDI发动机缸内空气的运动有涡流、滚流和挤流。
• 涡流的旋转轴线平行于气缸中心线，滚流的旋转轴线垂直于气缸中心线，挤流形成于压缩冲程活塞接近上止点时与缸盖间隙处的径向气体运动，它有助于加强压缩终点时的湍流强度。
• 目前大部分GDI发动机应用涡流作为缸内空气运动的主要形式，其特点是持续时间长，在缸内的径向发散少，对保持混合气的相对集中和分层有利，可以充分利用它来维持压缩冲程中的混合气分层。由于涡流的旋转动量与发动机的转速成正比，而油束的动量是独立的，不受发动机转速的影响，因此，利用涡流来促进油气混合有一个操作范围限制。此外，涡流比过高还会由于离心力的作用使油滴甩向缸壁，造成湿壁现象的增加。
4.3.燃烧系统
•
燃烧系统的设计是GDI发动机的关键技术。
要成功实现中小负荷时的分层稀燃和大负荷时的
均质预混，就需要进行燃油喷束、气流运动和燃
烧室形状的优化合理配合。已经开发的GDI发动
机燃烧系统。按喷油器和火花塞的相对位置和混
合气的组织形式可以有“喷束引导法”(spray-
guided system)、“壁面引导法”(wall-guided
3·1.分层燃烧缸内直喷
• 三菱4G稀燃系统(图2)与丰田D一4系统相近。进气采用立式进气道，能够产生强大的进气气流，直接流入气缸，流速可达40m/s一 50 m/s，充气效果好，以保证高度的纵向涡流及充气系统。活塞顶部的凹坑浅，且壁面有一定的斜度。在部分负荷输出时，油束与壁面碰撞后飞溅的油滴，随含有汽油蒸气和细小油滴的气流斜向上运动(图2中倒滚流)，被位于缸盖中部的火花塞点燃。
3·1.分层燃烧缸内直喷
图2. 三菱4G稀薄燃烧系统
3·1.分层燃烧缸内直喷
• 软喷射型缸内直喷汽油机主要依靠适当的喷雾特性来形成分层混合气。由于喷雾具有贯穿度较低、喷雾锥角较大、雾滴平均直径较小等喷雾特性，故称为软喷射(如图3 所示)。
图 3 软喷射型缸内喷油汽油机
3·2.匀质混合燃烧缸内直喷
3.缸内直喷技术特点
• 缸内直喷汽油机是以传统电控喷射系统为基础，进行结构和控制技术的优化，使得混合气的形成与燃烧过程得到改善。
• 按照燃料在燃烧室里面的均匀程度又可分为分层燃烧缸内直喷汽油机和匀质混合燃烧缸内直喷汽油机
3·1.分层燃烧缸内直喷