汽車新技術(shù)汽車缸內(nèi)直噴

1、授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室現(xiàn)代汽車新配置實(shí)務(wù).主講：朱明主講：朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師,工程師工程師 高級(jí)技能專業(yè)教師高級(jí)技能專業(yè)教師 汽車維修工高級(jí)考評(píng)員汽車維修工高級(jí)考評(píng)員授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室第5章 缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)o 51缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)概述o 511 缸內(nèi)汽油直搔噴射系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)、特殊設(shè)計(jì)及比較，o 512缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn).特殊設(shè)計(jì)及比較o 一、缸內(nèi)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)o 缸內(nèi)汽油直接噴射

2、發(fā)動(dòng)機(jī)兩大優(yōu)點(diǎn)省油及高輸出功率o 省油即可減少C02的排放量，再配合新式設(shè)計(jì)及裝置，缸內(nèi)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)也可大幅降低CO、HC及NOx的排放，故三菱汽車公司將其汽油直接噴射(GDl)發(fā)動(dòng)機(jī)定位為全球環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)。o 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室一、缸內(nèi)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)-省油o1.省油的原因o (1)低負(fù)荷時(shí)，層狀氣體分布，燃料被進(jìn)氣渦流及活塞頂部的球形曲面保持在火花塞附近，是易于點(diǎn)燃的最佳混合氣，而周圍則為空氣層，整個(gè)燃燒室內(nèi)成為40：1的超稀薄空燃比仍能穩(wěn)定燃燒，達(dá)到省油效果。o (2)低負(fù)荷時(shí)，由于AF比超稀薄化，故進(jìn)排氣的泵損失少，即氣體交換損失少

3、；且因燃料吸溫冷卻效果，冷卻損失少，o如圖51所示為豐田汽車公司D-4缸內(nèi)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，與一般噴射發(fā)動(dòng)機(jī)在泵損失及冷卻損失間的差異。o(3)怠速轉(zhuǎn)速可設(shè)定在較低值，o例如三菱汽車的設(shè)備接口發(fā)動(dòng)機(jī)怠速o 為600rmin。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室一、缸內(nèi)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)高輸出o 高輸出(功率及轉(zhuǎn)矩)的原因o (1)進(jìn)氣行程時(shí)就開始噴射燃料，整個(gè)燃燒室為均勻混合理論空燃比的均勻混合氣。o (2)進(jìn)氣行程就開始噴油，燃料氣化的吸溫冷卻效果，使空氣密度增加，可提高容積效率，故比一般噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出高。o (3)直接噴入氣缸中燃油的氣化作用，降低空氣溫度

4、，發(fā)動(dòng)機(jī)不易爆震，故壓縮比可提高，如設(shè)備接口發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比可達(dá)12.0：1。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)特殊設(shè)計(jì)- 高壓渦流噴油器o 1.高壓渦流噴油器:o 壓裝在氣缸蓋上，配合高壓燃油泵，o 將汽油直接噴入氣缸中，o 噴油壓力達(dá)50120kgcm2之間。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)特殊設(shè)計(jì)1.進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置o豐田汽車公司兩條進(jìn)氣道中，一為直線孔道，一為螺旋孔道，直線孔道中設(shè)渦流控制閥，低負(fù)荷時(shí)關(guān)閉，空氣經(jīng)螺旋孔道進(jìn)入氣缸，可形成強(qiáng)烈渦流，如圖53所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授

5、人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)特殊設(shè)計(jì)2.進(jìn)氣渦流產(chǎn)生裝置o三菱汽車公司采用兩條垂直進(jìn)氣道，進(jìn)氣道中不裝控制閥，如圖52所示。o日產(chǎn)汽車公司采用兩條進(jìn)氣道，其中一條進(jìn)氣道裝設(shè)渦流控制閥，如圖54所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)特殊設(shè)計(jì)3.特殊活塞o活塞頂部凹陷為淺碗或深碗形，并削成不規(guī)則形狀，o如圖55(a) 為三萎設(shè)備接口發(fā)動(dòng)機(jī)o圖55(b)為日產(chǎn)NEODi發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的活塞構(gòu)造。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)特殊設(shè)計(jì)電子節(jié)氣門o 因缸內(nèi)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒形態(tài)有

6、多種模式，空燃比變化時(shí)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩變動(dòng)，故利用電腦控制節(jié)氣門，以迅速且精確控制吸入空氣量，來改善轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)。E CU授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)特點(diǎn)的差異o 三、缸內(nèi)汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī) o 如表5I所示為三菱設(shè)備接口發(fā)動(dòng)機(jī)、o 日產(chǎn)Di發(fā)動(dòng)機(jī)豐田D-4發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)的差異。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o一.菱汽車公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (1) 三菱汽車公司在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)上獲得歷史性的突破，1996年9月發(fā)表裝用在Galant汽車，18L4G93的(GDI設(shè)備接口)，

7、汽油直接噴射)發(fā)動(dòng)機(jī)，具備出色的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，及如同柴油發(fā)動(dòng)機(jī)般的油耗，與大幅降低CO2的排放。o (2)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)，汽油系直接噴入氣缸中，且噴射正時(shí)精確，不像傳統(tǒng)式的汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，汽油在氣缸外噴射，o如圖56所示，汽油與空氣無法成層狀混合，且汽油會(huì)附著在進(jìn)氣管壁及進(jìn)氣門上，同時(shí)噴射正時(shí)較不理想。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (3)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩種作用模式，超稀薄燃燒模式與高輸出模式，另外針對(duì)歐洲地區(qū)的GDI發(fā)動(dòng)機(jī)，增加兩段混合模式。o 當(dāng)在輕負(fù)荷巡行狀態(tài)，車速低于120kmh時(shí)，為超稀薄燃燒模式；o

8、 當(dāng)在高負(fù)荷，或車速高于120kmh時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高輸出模式；o 當(dāng)從靜止或低速急加速時(shí)，則轉(zhuǎn)換為兩毆混合模式。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o(4)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的省油性能o 怠速時(shí)的燃油消耗：在很低的怠速轉(zhuǎn)速，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)維持穩(wěn)定的燃燒，如 圖57所示，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速為600rmin，而傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)則為750rmin，因此在怠速時(shí)，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)比傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)省油40。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (4)GDI

9、發(fā)動(dòng)機(jī)的省油性能o 巡行時(shí)的燃油消耗；o 如圖58所示，以時(shí)速40km/h時(shí)為例，o GDI發(fā)動(dòng)機(jī)比傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)省油35%授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o(4)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的省油性能o市區(qū)行駛?cè)剂舷?依日本表示市區(qū)行駛之1015模式測(cè)試，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)比傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)省油35%，甚至比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)省油，如圖59所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (5)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的高輸出性能o 容積率提高 o垂直進(jìn)氣道使進(jìn)氣更流暢，且汽

10、油在氣缸內(nèi)噴射蒸發(fā)會(huì)冷卻進(jìn)氣此得以提高容積效率，從低轉(zhuǎn)速至高轉(zhuǎn)速，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率均比傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)高似增壓器的增壓效果，如圖510所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (5)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的高輸出性能o (2)壓縮比提高:o 燃油蒸發(fā)使進(jìn)氣冷卻的另一益處是可減低爆震，因此GDI發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比達(dá)12.0:1,可提高燃燒效率，如圖511所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o(5)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的高輸出性能o高功串與轉(zhuǎn)矩輸出：與同

11、條件的傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)相比，在所有轉(zhuǎn)速時(shí)，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩輸出，均高約10%以上、如圖511所示。o 加速性能；在高輸出模式時(shí)，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)提供優(yōu)異的加速性能，o如圖5。13所示，與傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)比較，0100km/h速時(shí)間減少約10。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o(6)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)特性對(duì)提升轉(zhuǎn)矩的影響o 如圖514所示，o兩段式混合與抑制瞬間爆震的特性，可提升低轉(zhuǎn)速范圍加速時(shí)的轉(zhuǎn)矩；o進(jìn)氣冷卻效果與垂直進(jìn)氣道的平滑 順暢進(jìn)氣的特性，可在中、高轉(zhuǎn)速范圍時(shí)得到更大的轉(zhuǎn)矩輸出授人以魚不如授人以漁授人以魚

12、不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (7)與其他型式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較o 4G93GDI發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比o 甚佳的低燃油消耗o 相同的最高功率輸出。o 較高的轉(zhuǎn)矩輸出，尤其是在低轉(zhuǎn)速時(shí)。o 較少的污染氣體排放。 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (7)與其他型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)比較o 4G93GDI發(fā)動(dòng)機(jī)與稀薄燃燒汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比o 較佳的低燃油消耗。o 較高的功率輸出。o 更高的轉(zhuǎn)矩輸出。o 較少的污染氣體排放。o 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工

13、作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (7)與其他型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)比較o 4G93GDI發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相比o 較高的功率與轉(zhuǎn)矩輸出。o 較安靜運(yùn)轉(zhuǎn)。o 較少振動(dòng)。o 較佳的發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)。o 甚低之SOx排放。o 燃油消耗率與大部分非直接噴射口D1)發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)，但比直接噴射(D1)發(fā)動(dòng)機(jī)高。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o 2構(gòu)造與作用o (1)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的四項(xiàng)創(chuàng)新關(guān)鍵設(shè)計(jì)如o 圖515示授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三

14、菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o2構(gòu)造與作用o (2)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)在各模式時(shí)的作用 o超薄燃燒模式：o適用一般行駛時(shí)，車速穩(wěn)定，無瞬間加速，車速在120kmh以下,o在進(jìn)氣行程時(shí)，吸入垂直氣流，空氣因活塞頂部之曲面而向上反卷，形成強(qiáng)烈的順時(shí)針方向滾動(dòng)氣流；o在壓縮行程末期，高壓渦流噴油器噴入渦流狀燃油，配合滾動(dòng)氣流及活塞的位移，使霧狀燃油，即濃混合氣，集中在火花塞附近，易于點(diǎn)火燃燒，而周圍的混合氣較稀薄，成層狀分布，如圖516所示；整個(gè)燃燒火球控制在球形穴內(nèi)，沒有燃料浪費(fèi)，且空燃比勵(lì)?？蛇_(dá)40：1仍能完全燃燒，比稀薄燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的22：1，及傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的14.7：1，更可達(dá)省油的效果。授人以魚不如授人以漁授

15、人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (2)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)在各模式時(shí)的作用 o 高輸出模式：o 車速在120km/h以上或高負(fù)荷時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高輸出模式。o 在進(jìn)氣行程時(shí)噴油，由于進(jìn)氣冷卻之效果，使容積效率提高，因此功率及轉(zhuǎn)矩的輸出比傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)高。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o兩段混合模式o針對(duì)歐洲地區(qū)使用的4G93GD!發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，除可提升低、中轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩，尤其是低速轉(zhuǎn)距，使車輛起步強(qiáng)勁，抑制爆震的發(fā)生。如圖517所示o 第一段噴射:將全部噴射

16、量的14左右燃料，在進(jìn)氣行程時(shí)噴入氣缸中，此時(shí)混合氣非常稀薄，空燃比約為60：1，不可能發(fā)生自燃現(xiàn)象；o 第二段噴射:另外的34燃料，在壓縮行程末期噴入氣缸中，瞬間形成的濃混合氣，空燃比約為12：1，立刻燃燒，根本沒有時(shí)間讓混合氣發(fā)生反應(yīng)而造成爆震，授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o兩段混合模式o針對(duì)歐洲地區(qū)使用的4G93GD!發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，除可提升低、中轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩，尤其是低速轉(zhuǎn)炬，使車輛起步強(qiáng)勁，抑制爆震的發(fā)生。其結(jié)果如圖5；18所示，在650rmin時(shí)，其轉(zhuǎn)矩輸出比傳統(tǒng)燃燒方式高55% .授人以魚不如授人以漁

17、授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (3)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)o GDI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)如圖519所示，由低壓燃油泵、低壓燃油調(diào)節(jié)器、高壓燃油泵、高壓燃油調(diào)節(jié)器、油壓傳感器、燃油分配管及噴油器等所組成。o 高壓燃油泵、高壓燃油調(diào)節(jié)器、燃油分配管及噴油器的安裝位置如圖520所示 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (3)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)o GDI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)o 高壓燃油泵、高壓燃油調(diào)節(jié)器、燃油分配管及噴油器的安裝位置如圖520所示o 高壓燃油泵：

18、o 為使燃油能以高壓噴射，采用單柱塞油泵，由進(jìn)氣凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)，如圖521所示，能在發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，提供燃油霧化所需的5MPa油壓。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (3)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)o 高壓燃油泵、高壓燃油調(diào)節(jié)器、燃油分配管及噴油器的安裝位置如圖520所示授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室32缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o 高壓燃油調(diào)節(jié)器：o 將高壓燃油泵送來的油壓調(diào)節(jié)為5MPa，當(dāng)油壓超過時(shí)，釋放閥打開，以維持油壓在一定壓力，如圖522所示

19、。o 圖5 .21 高壓燃曲泵的構(gòu)造(三菱汽車公司) o 圖5，22 調(diào)壓作用(三菱汽車公司)授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o 油壓傳感器o 油壓傳感器的構(gòu)造基本上是與歧管壓力傳感器相同的，是將油壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送給ECM。o 送給ECM電壓信號(hào)與油壓之高低成正比關(guān)系，例如當(dāng)輸入電壓為05V與45V時(shí)，代表的燃油壓力分別是0MPa與7.85MPa。o 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)若油壓不穩(wěn)定，則ECM會(huì)依所檢測(cè)的燃油壓力大小，對(duì)應(yīng)控制燃油噴射量。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射

20、系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o 高壓渦流噴油器o 利用噴油器末端渦流部及閥座之特殊設(shè)計(jì)，如圖523所示，o 產(chǎn)生強(qiáng)烈渦流使燃油霧化，以達(dá)到燃油粒子微?；男Ч?；o 同時(shí)渦流具有清除噴油口及附近積炭的效果，可改善噴油器的耐久性。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o 高壓渦流噴油器的操作特性如表52所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o噴油器驅(qū)動(dòng)器o 噴油器的動(dòng)作利用噴油器驅(qū)動(dòng)器，為一高電壓驅(qū)動(dòng)器，在超稀薄燃燒模式，噴油器針閥打

21、開的短暫時(shí)間內(nèi)，5MPa的壓力能精確噴射燃油，增加噴油的準(zhǔn)確性。 o 噴油器驅(qū)動(dòng)器提供高電壓及高電流給噴油器，如圖524所示，瞬間電壓與電流達(dá)100V及20A, 當(dāng)ECM送出驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，可減少噴油器針閥打開及關(guān)閉的時(shí)間，此高壓噴油器反應(yīng)的時(shí)間比傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)快4倍。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室37缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o3 . 排氣污染控制技術(shù)o (1) GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的新凈化技術(shù)是著重如何減低HC及NOx的排放, 利用兩段燃燒o、反應(yīng)形排氣歧管、大量EGR及稀薄燃燒NOx催化轉(zhuǎn)換器等新技術(shù)，使GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的排出氣體值能符合200

22、0年日本汽車排出氣體規(guī)定值，如表5.3示“授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (2)減低HC排放新技術(shù)o 利用兩段燃燒o因排氣溫度升高使元催化轉(zhuǎn)換器的觸煤提早活性化 及利用反應(yīng)形排氣歧管，使排氣停留，并與空氣混合，以確保燃燒反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，排氣升溫，以使催化提早活性化，如圖5，25所示。o亦即兩種新技術(shù)，使冷發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)后，在很短的時(shí)間內(nèi)使二元催化轉(zhuǎn)換器到達(dá)其250C以上的工作溫度，故HC排出量迅速降低授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o

23、 (2)減低HC排放新技術(shù)o兩段燃燒，是在層狀燃燒模式的怠速時(shí)，除了在壓縮行程末期噴油外，也在排氣行程末期追加噴射燃油再度產(chǎn)生燃燒作用，如圖526所示，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后怠速時(shí)的排氣溫度高達(dá)800C，比一般發(fā)動(dòng)機(jī)200C的排氣溫度高；GDI發(fā)動(dòng)機(jī)可設(shè)計(jì)兩段燃燒，而o傳統(tǒng)MPI發(fā)動(dòng)機(jī)，因噴油器裝在氣缸外，無法如GDI發(fā)動(dòng)機(jī)般設(shè)計(jì)授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o 未采用兩段燃燒時(shí)，三元催化轉(zhuǎn)換器的催化要達(dá)250C的工作溫度，需時(shí)超過100s以上，若采用兩段燃燒，則催化升溫時(shí)間可減半，另外采用反應(yīng)形排氣歧管時(shí)，催化升溫時(shí)

24、間縮短20s以上，如圖527示，授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三菱公司GDI發(fā)動(dòng)機(jī)o (3)減低NOx新技術(shù)o 利用大量EGR，由于GDI發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒領(lǐng)域的混合氣濃度高，即使有大量EGR氣體，o 也不會(huì)影響燃燒之穩(wěn)定性，因此EGR的利用率可達(dá)70，使NOx排出量大幅降低。o 利用稀薄燃燒NOx催化轉(zhuǎn)換器，為在稀薄條件下仍可凈化NOx的轉(zhuǎn)換器。歐洲地區(qū)由于汽油中含硫量較高，故使用選擇還原形催化；而日本o 及加州地區(qū)由于汽油中含硫量較低，故使用NOx捕捉形催化 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接

25、噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o1概述o() 豐田汽車公司開發(fā)的高性能、低油耗的環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為D-4發(fā)動(dòng)機(jī)，在一般轉(zhuǎn)速時(shí)，空燃比可達(dá)50：1的超稀薄燃燒，實(shí)現(xiàn)前所未有的省油性能；搭配VVT-i與電子控制節(jié)氣門機(jī)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)更靈敏，能產(chǎn)生更高的功率與轉(zhuǎn)矩。o (2)D4意即直接噴射四行程汽油發(fā)動(dòng)機(jī) o (3)D4發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的組成如圖528所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o構(gòu)造與作用o 發(fā)動(dòng)機(jī)本體構(gòu)造oD-4發(fā)動(dòng)機(jī)為2000ccDOHC線列四缸16氣門發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮比為10：1。o 主要著重于活塞頂部燃燒

26、室的設(shè)計(jì)，呈深碗型。在凹陷部?jī)?nèi)混合氣成層化的形成，如圖529所示，當(dāng)壓縮行程活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器從與火花塞稍為偏斜的方向噴射燃油，與進(jìn)氣渦流混合氣化，并向火花塞處移動(dòng)，燃油與空氣成層化分布，接著火花塞點(diǎn)火，混合氣迅速燃燒。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o 連續(xù)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(VVT-）為豐田汽車公司發(fā)動(dòng) 機(jī)的新技術(shù)，用于D-4發(fā)動(dòng)機(jī)，也用于豐田汽車的其他發(fā)動(dòng)機(jī)，o隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化，進(jìn)氣門的開啟時(shí)間連續(xù)可變，有效利用進(jìn)氣慣性效果，容積效率增加，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩的輸出，如圖530所示。授人以魚不如授人

27、以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o(2)進(jìn)氣系統(tǒng)o 每個(gè)氣缸均設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣道，一為直線孔道，一為o 螺旋孔道，直線孔道有電子控制渦流控制閥如圖53與圖528所示。o 低中負(fù)荷時(shí)，SCV閥關(guān)閉 ，空氣僅能由螺旋孔道o 進(jìn)入，并經(jīng)連通孔，高速進(jìn)入直線孔道。由螺旋孔道進(jìn)入的空氣，由于渦流形成凸緣的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生強(qiáng)烈進(jìn)氣橫渦流，可促進(jìn)燃料微?；俺蓪踊?。o 高負(fù)荷時(shí)，SCV閥打開，空氣由兩個(gè)進(jìn)氣道大量進(jìn)入氣缸。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o(3)燃油系統(tǒng)o D-4

28、發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)組成如圖531所示，o 分成低壓與高壓兩部分，在低壓與高壓間，有一組由電腦控制之電磁式油壓調(diào)節(jié)器，以開閉方式控制燃油的輸送。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o(3)燃油系統(tǒng)o 高壓燃油泵內(nèi)的柱塞，是由排氣凸乾軸上的凸輪驅(qū)動(dòng)，如圖532所示，o將低壓燃油提升至813MPa的高壓，再送至輸油管中。o輸油管上的釋放閥，可維持油壓在一定值。當(dāng)油壓太低或太高時(shí)，燃油壓力傳感器將信號(hào)送給ECM，使油壓調(diào)節(jié)器的電磁閥作用，以調(diào)節(jié)一定的油壓，如圖5.33所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工

29、作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o高壓渦流噴油器,利用電容放電式，瞬間的高電壓及定電流之方式驅(qū)動(dòng)噴油器，在進(jìn)氣行程初期或壓縮行程未作用，如圖534所示。o其噴射壓力為12MPa，高壓使燃油微?；?；氣化速度非?？欤跇O短時(shí)間內(nèi)完成噴射，以促進(jìn)混合氣成層化，避免燃油擴(kuò)散。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o(4)燃油噴射控制o 為實(shí)現(xiàn)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，均能安定的燃燒，因此依發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，做最適當(dāng)?shù)娜加蛧娚淞颗c噴射正時(shí)控制。o燃油噴射量控制，即是空燃比的控制，如圖535所示，o隨著空燃比的變化，燃燒形

30、態(tài)也有四種變化。o從成層燃燒的超稀薄燃燒，轉(zhuǎn)移至稀薄范圍的均勻燃燒過程中，設(shè)有一弱成層燃燒范圍，其目的是在空燃比發(fā)生變化時(shí)，用以抑制轉(zhuǎn)矩變化的沖擊授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷時(shí)：是成層燃燒，空燃比為25-50：1。o由于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小，所需動(dòng)力較小，以超稀薄燃燒狀態(tài)進(jìn)行；在壓縮行程末期燃油噴入深碗型活塞頂?shù)娜紵?，與進(jìn)氣之橫渦流混合成層化，進(jìn)行成層燃燒，如圖536所示。 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o低轉(zhuǎn)速中負(fù)荷時(shí)：是弱

31、成層燃燒，空燃比為2030：1。o當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，混合氣需稍濃以維持正常的動(dòng)力輸出，部分燃油在進(jìn)氣行程先噴入氣缸中，先行充分混合，并于壓 縮行程末期再做第二次噴射，達(dá)到成層化與稀薄混合氣之結(jié)果，以進(jìn)行弱成層燃燒，如圖537所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o中轉(zhuǎn)速中負(fù)荷時(shí)：是稀薄范圍均勻燃燒，空燃比為1523：1。為保持一定的轉(zhuǎn)矩值，此時(shí)混合氣需較濃，在進(jìn)氣行程初期噴入接近理論空燃比的燃油，經(jīng)進(jìn)氣行程及壓縮行程的均勻混合，進(jìn)行稀薄范圍的均勻燃燒，如圖538所示。 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工

32、作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o 高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷時(shí)：是較濃范圍均勻燃燒，空燃比為1523：1。o 此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)必須發(fā)揮最大轉(zhuǎn)矩值，故在進(jìn)氣行程噴人較多燃油，使空燃比維持在理論空燃比附近，進(jìn)行較濃范圍的均勻燃燒。 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o(4)燃油噴射控制.速度與負(fù)荷燃燒狀況空燃比噴油次數(shù)低速低負(fù)荷成層燃燒25-50:1壓縮未-1低速中負(fù)荷弱成層燃燒20-30:1進(jìn)氣初-1壓縮未-2中速中負(fù)荷稀薄范圍均勻燃燒15-23:1進(jìn)氣初-1高速高負(fù)荷較濃范圍均勻燃燒15-23:1進(jìn)氣初-1

33、授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o 3廢氣污染控制o (1)采用大量EGR控制，EGR回流量最大可達(dá)40%，能降低燃燒溫度，減少NOx產(chǎn)生。o 大量EGR雖會(huì)造成燃燒不穩(wěn)定，但渦流及層狀混合氣的技術(shù)，可穩(wěn)定燃燒狀況。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-豐田公司-發(fā)動(dòng)機(jī)o(2) D-4汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常是在稀薄燃燒狀態(tài)，因此采用NOx吸藏還原型三元催化轉(zhuǎn)換器，在 稀薄燃燒范圍時(shí)，鉑(Pt)使02與NO化合成N02，并由吸藏物質(zhì)吸附，此時(shí)為吸藏時(shí)期；o 當(dāng)發(fā)動(dòng)

34、機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚摽杖急鹊娜紵秶鷷r(shí)，吸藏物質(zhì)上的N02釋放至鉑上，與排氣中的HC與CO產(chǎn)生還原反應(yīng)成N2、C02與H20，如圖539所示。 授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三、日產(chǎn)汽車公司Di發(fā)動(dòng)機(jī)o 1概述o (1)日產(chǎn)汽車公司的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，是汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。o (2)Di發(fā)動(dòng)機(jī)也是兼顧環(huán)保與行駛性能的發(fā)動(dòng)機(jī)，能大幅提高省油性及發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。o 例如將VQ30DE型MPI發(fā)動(dòng)機(jī)，改成VQ30DD型直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)后，其油耗減少2030%，o 而功率則提高5%7%。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室

35、缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三、日產(chǎn)汽車公司Di發(fā)動(dòng)機(jī)o(3)Di發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的組成如圖540所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三、日產(chǎn)汽車公司Di發(fā)動(dòng)機(jī)o2構(gòu)造與作用o (1)進(jìn)氣系統(tǒng)o 各缸分別有兩條進(jìn)氣管，其直立角度比一般發(fā)動(dòng)機(jī)大，且其中一條進(jìn)氣管設(shè)有渦流控制o 閥，如圖540所示。o (2)淺碗活塞o 其進(jìn)氣側(cè)的凹槽較淺，如圖541所示。淺碗活塞是盡量利用原有發(fā)動(dòng)機(jī)零件構(gòu)造的o 特性，以達(dá)到穩(wěn)定而干凈的燃燒。若是活塞頂部凹陷太深時(shí)，活塞頂部的重量會(huì)增加，活塞o 銷的位置也會(huì)降低，能造成活塞搖動(dòng)而使噪聲變大。o 淺碗活塞與渦流控制閥配合的作用，分成兩種燃燒領(lǐng)域，如圖542所示，在低負(fù)荷o 時(shí)為省油的成層燃燒，而高負(fù)荷時(shí)為高輸出的均勻燃燒，應(yīng)用兩種燃燒方式，故同時(shí)具備了o 省油與高輸出。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用-三、日產(chǎn)汽車公司Di發(fā)動(dòng)機(jī)o2構(gòu)造與作用o (1)進(jìn)氣系統(tǒng)o 各缸分別有兩條進(jìn)氣管，其直立角度比一般發(fā)動(dòng)機(jī)大，且其中一條進(jìn)氣管設(shè)有渦流控制閥，如圖540所示。授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室缸內(nèi)汽油直接噴射系統(tǒng)構(gòu)造與作用