解析發(fā)動機(jī)燃油直噴技術(shù).doc

1、動力油耗雙優(yōu)秀 解析發(fā)動機(jī)燃油直噴技術(shù)前兩節(jié)關(guān)于發(fā)動機(jī)講解的技術(shù)大講堂我們?yōu)榇蠹医榻B了關(guān)于發(fā)動機(jī)可變氣門正時(shí)/升程技術(shù),雖然它們的結(jié)合可以對發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性有著很好的幫助，但在蓬勃發(fā)展的汽車行業(yè)這兩種發(fā)動機(jī)技術(shù)已經(jīng)不算是新技術(shù)了。至少與大眾汽車較為常用的發(fā)動機(jī)燃油直噴技術(shù)相比它們就應(yīng)該算是“老前輩"了。發(fā)動機(jī)燃油直噴技術(shù)大范圍的進(jìn)入消費(fèi)者視線是在2007年，當(dāng)時(shí)隨著一汽大眾對邁騰的引入，它所搭載的燃油直噴發(fā)動機(jī)也被大范圍地宣傳(雖然之前奧迪旗下的部分車型搭載著擁有著更純正血統(tǒng)的燃油直噴技術(shù)發(fā)動機(jī)，但他們并沒有大規(guī)模宣傳)。不過，雖然大家已經(jīng)通過廣告或其他途徑對燃油直噴技術(shù)有了一

2、定的了解，但它的實(shí)際燃油直噴技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)究竟在哪里？它的原理又是怎樣的呢？下面我們這節(jié)技術(shù)大講堂就為大家做一下逐一的解析。燃油直噴技術(shù)的全稱是發(fā)動機(jī)燃油缸內(nèi)直噴技術(shù)，英文是Direct Injection,簡稱DI。從文字表面我們就能明白，所謂燃油直噴技術(shù)就是直接在汽缸體內(nèi)進(jìn)行燃油噴射，有別于其他將噴油嘴放在進(jìn)氣門前的位置，直噴發(fā)動機(jī)所燃燒的空氣在進(jìn)入氣門前是純凈的空氣，而不是油氣混合體。而也正是通過這樣的工作原理使得具有缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)動機(jī)可以根據(jù)進(jìn)氣門的開啟時(shí)間來知道進(jìn)入汽缸燃燒的空氣量是多少，根據(jù)不同的空氣量和當(dāng)時(shí)車輛的工作需求噴出不同量的燃油。無論任何一種技術(shù)，它們都有著自己的關(guān)鍵點(diǎn)，

3、而燃油直噴的技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)就是高壓噴油系統(tǒng)，與之前非缸內(nèi)直噴的發(fā)動機(jī)汽油與空氣在進(jìn)氣歧管內(nèi)被混合，然后被負(fù)壓吸入發(fā)動機(jī)的方式不同，擁有燃油直噴技術(shù)的發(fā)動機(jī)是通過高壓噴油嘴將燃油噴入汽缸，而由于汽缸內(nèi)壓力已經(jīng)很大,所以此時(shí)需要燃油噴射系統(tǒng)具備更大的壓力,才可以將燃油噴入汽缸。高壓噴油系統(tǒng)主要可以分為發(fā)動機(jī)控制模塊（ECU)、高壓油軌、高壓油泵和噴油嘴四部分，其中ECU主要采集發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)，按照預(yù)定程序控制噴油時(shí)機(jī)和噴油量,從而實(shí)現(xiàn)最高燃燒效率；而高壓油泵則主要負(fù)責(zé)燃油的加壓，高壓油軌主要起均衡各噴油嘴噴射壓力的作用，而最終的噴油任務(wù)則由噴油嘴來執(zhí)行。此外，還有多個傳感器提供燃油壓力等信息，確保整個系

4、統(tǒng)的高效率。發(fā)動機(jī)控制模塊（ECU）不僅是高壓噴油系統(tǒng)的關(guān)鍵,對于燃油直噴發(fā)動機(jī)和其他各款汽車發(fā)動機(jī)的重要組成部分.目前ECU主要還是被國外企業(yè)所把持,不過這個組件在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟。部分自主品牌雖然也初步具備了ECU的制造能力，但是在軟件地匹配、執(zhí)行器的可靠性等環(huán)節(jié)還有不少問題沒有解決，不過我相信它就跟汽車變速箱一樣,只要自主品牌企業(yè)突破軟件和執(zhí)行器等方面的問題，它的國產(chǎn)化率將會大幅度提高，而這對于自主品牌車型的成本也會帶來極大的降低.對于高壓燃油噴射系統(tǒng)而言，燃油壓力的大小是有一個很關(guān)鍵的問題，而在這個關(guān)鍵問題中其關(guān)鍵作用的就是高壓油泵,在低壓油泵將燃油送到高壓油泵之后，高壓油泵可以將汽

5、油加壓到十余兆帕的壓力（這是普通汽油泵壓力的三四十倍），并將其送入油軌.一般情況下，高壓油泵是由凸輪軸帶動，內(nèi)部由雙頭或三頭凸輪進(jìn)行加壓。除了這些在高壓油泵上還集成了電子油軌壓力調(diào)節(jié)器（FRP），他是一個由ECU控制的電子閥，而ECU通過脈沖寬度調(diào)節(jié)的方式控制油壓調(diào)節(jié)器，油壓調(diào)節(jié)器則是通過控制著高壓燃油泵的進(jìn)氣閥來控制燃油的噴射壓力.在意外情況下,當(dāng)驅(qū)動線路失效時(shí),高壓油泵仍可以進(jìn)入低壓模式，以保證發(fā)動機(jī)可以進(jìn)行應(yīng)急運(yùn)行。燃油在經(jīng)過油泵加油后，并沒有直接進(jìn)入燃燒室,它先進(jìn)入到高壓油軌，由于油軌和燃燒室之間存在壓力差，所以燃油必須要經(jīng)過高壓油軌將壓力穩(wěn)定后才可以進(jìn)入燃燒室。而位于噴嘴內(nèi)部的電磁閥

6、則可以實(shí)現(xiàn)對噴油量和時(shí)機(jī)的控制，這個噴油嘴的控制精度很高,再加上它的位置從進(jìn)氣歧管移到了汽缸內(nèi),這種工作環(huán)境發(fā)生地變化也使得對它可靠性的要求被大大提升.除噴油系統(tǒng)外,發(fā)動機(jī)的其他部件也需要針對直噴技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改變，只有這樣才能保證發(fā)動機(jī)的高效性.表現(xiàn)最為突出的就要算是活塞頂部的設(shè)計(jì)了，它絕對可以算是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。按照可燃混合器行程的控制方式,缸內(nèi)直噴方式又可分為油束控制燃燒、壁面控制燃燒和氣流控制燃燒三類.油束控制燃燒系統(tǒng),噴油器被安裝在燃燒室的中央，火花塞安裝在噴油器附近，油束控制對空氣的利用率依靠油束的貫穿深度保證，而后者則受噴油器的噴油壓力控制。這種方式可以在低負(fù)荷的分層燃燒實(shí)現(xiàn)良好的

7、燃油經(jīng)濟(jì)性，而當(dāng)發(fā)動機(jī)處于中高負(fù)荷工況時(shí)，ECU調(diào)節(jié)高壓油泵壓力，使油束貫穿深度增大,從而實(shí)現(xiàn)均質(zhì)加濃燃燒。在壁面控制燃燒系統(tǒng)中，噴油器和火花塞相隔較遠(yuǎn)，噴油器把燃油噴入活塞凹坑中,然后依靠進(jìn)氣流的慣性將油氣混合送往火花塞。為了避免噴油器的溫度過高，一般安置在進(jìn)氣門側(cè),活塞凹坑開口對向進(jìn)氣門側(cè)，油氣混合后直接流向火花塞。這種類型形成混合氣的時(shí)間較長，易于形成較大區(qū)域的可燃混合氣。在氣流控制燃燒系統(tǒng)中，利用輪廓特殊的活塞表面形狀形成的缸內(nèi)氣流和油束相互作用。此種系統(tǒng)不是把油霧朝活塞的凹坑噴射，而是朝火花塞噴，特殊形狀的進(jìn)氣道與噴油器呈一定的夾角，給混合氣在汽缸內(nèi)一定的回旋力,汽缸內(nèi)形成的氣流使油

8、氣不是直接噴向火花塞,而是在汽缸內(nèi)形成渦流圍繞火花塞旋轉(zhuǎn)。這樣就使大部分工況都能實(shí)行恰當(dāng)?shù)幕旌蠚獬淞糠謱雍途|(zhì)化.對于擁有缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)動機(jī)而言,由于它們的工作溫度相比于一般發(fā)動機(jī)要高,對于缸體和冷卻系的要求也就要高一些?，F(xiàn)在有些新型的缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)采用了散熱效果更好的鋁合金缸體，在保證強(qiáng)度的同時(shí)，它們還采用了強(qiáng)化的冷卻系統(tǒng)，使得發(fā)動機(jī)擁有了更好的熱效率。上面我們說了很多缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，但它也不是完全無懈可擊。由于燃油直噴技術(shù)對于油品的要求較高，并且對于發(fā)動機(jī)的制造工藝也有著很高的要求,所以目前這種發(fā)動機(jī)還沒有被特別廣泛的使用，特別是在國內(nèi)的汽車市場中。而在一汽-大眾部分車型和奧迪部分車型上