缸内直喷式汽油机工作浅析.ppt

缸内直喷式汽油机（GDI ）工作原理 随着近些年油价的不断飙升，汽车日常使用中的油耗问题也愈发突出，对于家用经济型轿车来说更是如此，各大汽车生产厂也是在油耗上大做文章。 现在，以丰田、本田、日产为主的日系车在油耗表现上更是让欧美的各大汽车生产厂自愧不如。为了回应日系车的强大攻势，欧美的各汽车厂商也纷纷深挖自己的发动机的潜能，采用新技术最大限度的为车主节省在燃油上的支出。 在这一方面，德国大众率先做出了表率，大众公司对自己旗下的新车型所配用的发动机开始采用FSI燃油缸内直喷技术，保时捷、奥迪、大众、斯柯达的新车均采用了这一技术。 大众研发燃油缸内直喷技术意义 实际上，汽油缸内直喷技术源于柴油发动机的喷油技术，为了能使汽油发动机能像柴油发动机那样具备较高的燃烧效率，使燃油燃烧更充分，从而达到尽可能的节省燃油的目的。 汽油缸内直喷技术是实现汽油在气缸内分层燃烧的一种特有技术，而汽油分层燃烧又是实现汽油稀薄燃烧的手段。 所谓稀薄燃烧就是让发动机运转时的空燃比低于理论空燃比，采用较少的燃油量，使燃油充分燃烧，并将废气中的可燃气体也进行燃烧，将其转化为热能，降低尾气中有毒气体的排放，提高发动机的燃烧效率，达到节省燃油的目的。大众集团为了使其发动机做到稀薄燃烧，实现分层燃烧的技术要求，达到节省燃油降低有害气排放的目的，因此采用了燃油缸内直喷技术。 大众集团旗下各大汽车品牌现在均采用了FSI发动机，在国内的合资品牌上，奥迪的A4和A6、大众的迈腾、高尔夫、斯柯达的明锐也都采用了具备FSI燃油缸内直喷技术的发动机。 在大众集团的品牌优势和前期的宣传推广的影响下，人们都会认为燃油缸内直喷技术是大众最先发明的。 其实不然，最早使用这一技术的并非大众的FSI发动机，而是日本三菱的GDI发动机。作为现在主流的两大燃油直喷技术的代表，FSI发动机和GDI发动机在国内的命运却是截然不同。 我国上海大众和一汽大众已引进生产了“斯克达-明锐”（SKODA-Octavia-1.8T-FSI）和“迈腾”（Magotan-1.8T-FSI）缸内直喷式汽油机乘用车，己经投入市场。 缸内直喷式汽油机，简称：GDI系统（Gasoline Direct Injection）；又因为燃油是分层燃烧，又称：FSI系统（Fuel Stratified Injection）。 传统式的电喷汽油机，是将汽油喷射在进气门外侧的进气歧管中，在进气过程和压缩过程中，利用时间和空间的混合方式，完成可燃混合气的形成，再点火燃烧作功。  这样，燃油在气缸内滞留时间过长（接近360ο曲轴转角），燃油的粘结损耗较大，加速响应性低，极易产生“爆燃”，气缸磨损加大。能否和柴油机一样，在压缩终了，往缸内直接喷射燃油，迅速混合点火燃烧，这只是人们多少年来的一个梦想。 一、电控汽油喷射系统的变化：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，有四缸机和六缸机两个机型。压缩比可达12~13：1，实现了“低油耗、低污染、高功率”的梦想。我国由于各种不同观念和因素的束缚，没有实现跨越时代的变革，得到推广普及。 2、它抛弃了传统的利用空间和时间的混合方式，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。 3、故又称：“超越柴油机的低油耗、低污染、高功率”汽油机，虽压缩比较高（12~13：1），但不易爆燃，并对汽油质量的好坏要求不高，这一特点是传统汽油机所不及的优势。 4、随着汽车保有量和排放污染物的骤增，能源危机和社会公害己成为现实，随着社会环保法规要求的提升，缸内直喷式汽油机将成为今后普及推广的方向。 二、缸内直喷式汽油机的主要结构： 缸内直喷式汽油机，是在传统的电控喷射系统的基础上，改进研发的。在其他结构方面无过多的变化，只是在可燃混合气的形成方法上和燃烧过程方面发生了概念性的变革。为此，仅就三菱车系GDI系统的主要结构介绍如下： 1、轨道压力传感器为ECU提供轨道压力的高低，当压力达5Mpa时，ECU指令仃供电磁阀动作，推开高压油泵的进油阀，使高压油泵仃止吸油而仃供。此时，低压油泵也同步仃止供油，维持规定的油压。 2、直立式进气管—产生下降大进气流，直接流入气缸，流速快，可达40～50m/s，充气效果好。与传统的横向进气管相比，它的进气涡流方向是相反旋转，喷油后能在火花塞处形成浓油雾区。 3、顶面弯曲活塞—引导空气产生进气涡流和挤压高速旋转涡流，以便形成理想地分层燃烧的可燃