汽油機(jī)缸內(nèi)直噴雙噴射

1、現(xiàn)代汽車新技術(shù)現(xiàn)代汽車新技術(shù)汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)雙噴射技術(shù) 在對(duì)能源和環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的今天，即使是多點(diǎn)燃油噴在對(duì)能源和環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的今天，即使是多點(diǎn)燃油噴射這樣的技術(shù)也不能滿足人們的要求了，于是更為精確的燃油射這樣的技術(shù)也不能滿足人們的要求了，于是更為精確的燃油噴射技術(shù)誕生，那就是缸內(nèi)直噴技術(shù)。噴射技術(shù)誕生，那就是缸內(nèi)直噴技術(shù)。 傳統(tǒng)多點(diǎn)燃油噴射傳統(tǒng)多點(diǎn)燃油噴射一、一、汽油機(jī)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)技術(shù)1 1、什么是缸內(nèi)直噴？有什么優(yōu)勢(shì)？什么是缸內(nèi)直噴？有什么優(yōu)勢(shì)？ 傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)是在進(jìn)氣歧管中噴油再與空氣形成混合氣體，最后才進(jìn)入到氣缸內(nèi)的。在此過(guò)程中，因?yàn)閲娪妥炖锶紵疫€有一定距離，微小

2、的油粒會(huì)吸附在管道壁上，而且汽油與空氣的混合受進(jìn)氣氣流和氣門關(guān)閉影響較大。m大眾FSI 發(fā)動(dòng)機(jī)- Fuel Stratified Injectionm通用SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)- Spark Ignition Direct Injection m奔馳CGI - Stratified- Charged Gasoline Injection m三菱GDI發(fā)動(dòng)機(jī) - Gasoline Direct Injection m寶馬HPI發(fā)動(dòng)機(jī) - High Precision Injection 一、缸內(nèi)直噴汽油機(jī)簡(jiǎn)介一、缸內(nèi)直噴汽油機(jī)簡(jiǎn)介大眾大眾TFSI 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口尚酷進(jìn)口尚酷1.4T1.4T 雙增壓雙增

3、壓+ +分層燃燒分層燃燒+ +缸內(nèi)直噴缸內(nèi)直噴國(guó)外大眾國(guó)外大眾1.4T1.4T國(guó)內(nèi)大眾國(guó)內(nèi)大眾1.4T 1.4T 渦輪增壓渦輪增壓+ +缸內(nèi)直噴缸內(nèi)直噴國(guó)外大眾國(guó)外大眾1.8/2.0T 1.8/2.0T 渦輪增壓渦輪增壓+ +缸內(nèi)直噴缸內(nèi)直噴+ +分層燃燒分層燃燒國(guó)內(nèi)大眾國(guó)內(nèi)大眾1.8/2.0T 1.8/2.0T 渦輪增壓渦輪增壓+ +缸內(nèi)直噴缸內(nèi)直噴 TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴結(jié)構(gòu)缸內(nèi)直噴結(jié)構(gòu)1、高壓油泵、高壓油泵油泵的組成油泵的組成高壓燃油泵作用將來(lái)自低壓循環(huán)（高壓燃油泵作用將來(lái)自低壓循環(huán)（600kpa)600kpa)的燃油經(jīng)過(guò)高壓泵加壓至的燃油經(jīng)過(guò)高壓泵加壓至（5-10mpa)5-10mpa

4、)高壓燃油供給油軌高壓循環(huán)，燃油壓力通過(guò)安裝在高壓油高壓燃油供給油軌高壓循環(huán)，燃油壓力通過(guò)安裝在高壓油泵上的燃油壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)。一般由凸輪軸驅(qū)動(dòng)。高壓油泵主要由泵上的燃油壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)。一般由凸輪軸驅(qū)動(dòng)。高壓油泵主要由凸輪、柱塞、進(jìn)出油閥、燃油壓力調(diào)節(jié)閥等組成凸輪、柱塞、進(jìn)出油閥、燃油壓力調(diào)節(jié)閥等組成。油泵原理油泵原理高壓噴油器高壓噴油器進(jìn)氣歧管翻板進(jìn)氣歧管翻板噴油時(shí)刻開始于壓縮行程上止點(diǎn)前約噴油時(shí)刻開始于壓縮行程上止點(diǎn)前約60度，結(jié)束于壓縮行度，結(jié)束于壓縮行程上止點(diǎn)前約程上止點(diǎn)前約45 度。度。50-100bar1 1、分層燃燒、分層燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣行程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣行程活塞移至下止點(diǎn)

5、時(shí)，移至下止點(diǎn)時(shí)，ECUECU控控制噴油嘴進(jìn)行一次小量制噴油嘴進(jìn)行一次小量的噴油，使氣缸內(nèi)形成的噴油，使氣缸內(nèi)形成稀薄混合氣。在活塞壓稀薄混合氣。在活塞壓縮行程末端時(shí)再進(jìn)行第縮行程末端時(shí)再進(jìn)行第二次噴油，這樣在火花二次噴油，這樣在火花塞附近形成混合氣相對(duì)塞附近形成混合氣相對(duì)濃度較高的區(qū)域。濃度較高的區(qū)域。TSI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制模式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制模式m分層燃燒時(shí)噴油時(shí)間在上止點(diǎn)前分層燃燒時(shí)噴油時(shí)間在上止點(diǎn)前6060至上止點(diǎn)前至上止點(diǎn)前4545，噴射時(shí)刻對(duì)混合氣的形成有很大影響，燃油被噴射在活噴射時(shí)刻對(duì)混合氣的形成有很大影響，燃油被噴射在活塞頂?shù)陌伎觾?nèi)，噴出的燃油與渦旋進(jìn)氣結(jié)合形成混合氣。塞頂?shù)陌伎?/p>

6、內(nèi)，噴出的燃油與渦旋進(jìn)氣結(jié)合形成混合氣?；旌蠚庑纬砂l(fā)生在曲軸轉(zhuǎn)角混合氣形成發(fā)生在曲軸轉(zhuǎn)角4040至至5050范圍內(nèi)，如果小范圍內(nèi)，如果小于這個(gè)范圍，混合氣無(wú)法點(diǎn)燃，若大于，就變成均質(zhì)狀于這個(gè)范圍，混合氣無(wú)法點(diǎn)燃，若大于，就變成均質(zhì)狀態(tài)了。分層燃燒的過(guò)量空氣系數(shù)一般在態(tài)了。分層燃燒的過(guò)量空氣系數(shù)一般在1.6-31.6-3之間。之間。m點(diǎn)火時(shí)，只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點(diǎn)燃，點(diǎn)火時(shí)，只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點(diǎn)燃，這時(shí)周圍的新鮮空氣以及來(lái)自廢氣再循環(huán)的氣體形成了這時(shí)周圍的新鮮空氣以及來(lái)自廢氣再循環(huán)的氣體形成了很好的隔熱保護(hù)，減少了缸臂散熱，提升了熱效率。點(diǎn)很好的隔熱保護(hù)，減少了缸臂

7、散熱，提升了熱效率。點(diǎn)火時(shí)刻的控制也很重要，它只在壓縮過(guò)程終了的一個(gè)很火時(shí)刻的控制也很重要，它只在壓縮過(guò)程終了的一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。窄的范圍內(nèi)。2 2、均質(zhì)燃燒、均質(zhì)燃燒均質(zhì)燃燒可以理解為普通的燃燒方式，均質(zhì)燃燒可以理解為普通的燃燒方式，即燃料和空氣混合形成一定濃度的可燃即燃料和空氣混合形成一定濃度的可燃混合氣，整個(gè)燃燒室內(nèi)混合氣的空燃比混合氣，整個(gè)燃燒室內(nèi)混合氣的空燃比是相同的，經(jīng)火花塞點(diǎn)燃燃燒。由于混是相同的，經(jīng)火花塞點(diǎn)燃燃燒。由于混合氣形成時(shí)間較長(zhǎng)，燃料和空氣可以得合氣形成時(shí)間較長(zhǎng)，燃料和空氣可以得到充分的混合，燃燒更均勻，從而獲得到充分的混合，燃燒更均勻，從而獲得較大的輸出功率。有人細(xì)分

8、為稀均質(zhì)燃較大的輸出功率。有人細(xì)分為稀均質(zhì)燃燒模式（過(guò)量空氣系數(shù)稍大于燒模式（過(guò)量空氣系數(shù)稍大于1 1）和均）和均質(zhì)燃燒模式（過(guò)量空氣系數(shù)略小于質(zhì)燃燒模式（過(guò)量空氣系數(shù)略小于1 1）。（1 1）進(jìn)氣歧管翻板打開時(shí)的均勻燃燒）進(jìn)氣歧管翻板打開時(shí)的均勻燃燒 在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于3750 3750 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷高于分或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷高于40% 40% 時(shí)，時(shí)，進(jìn)氣歧管翻板是打開的，這樣進(jìn)氣歧管翻板是打開的，這樣就可保證發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大就可保證發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷時(shí)獲得更多的進(jìn)氣量，讓負(fù)荷時(shí)獲得更多的進(jìn)氣量，讓更多的空氣參與燃燒。更多的空氣參與燃燒。燃油噴射發(fā)生在進(jìn)氣沖程中。燃

9、油噴射發(fā)生在進(jìn)氣沖程中。（2 2）進(jìn)氣歧管翻板關(guān)閉時(shí)的均勻燃燒）進(jìn)氣歧管翻板關(guān)閉時(shí)的均勻燃燒 在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于3750 3750 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分或分或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低于40% 40% 時(shí)，進(jìn)氣歧管時(shí)，進(jìn)氣歧管翻板是關(guān)閉的。翻板是關(guān)閉的。下部進(jìn)氣道被封閉，于是被吸入的下部進(jìn)氣道被封閉，于是被吸入的空氣就會(huì)通過(guò)上部進(jìn)氣道加速后呈空氣就會(huì)通過(guò)上部進(jìn)氣道加速后呈紊流狀流入燃燒室，利于混合氣的紊流狀流入燃燒室，利于混合氣的形成與霧化。形成與霧化。燃油噴射發(fā)生在進(jìn)氣沖程中。燃油噴射發(fā)生在進(jìn)氣沖程中。 FSI FSI直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比高，在這種情況下對(duì)油的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比高，在這種

10、情況下對(duì)油的標(biāo)號(hào)和油質(zhì)要求就很嚴(yán)格。就目前中國(guó)的情況來(lái)說(shuō)，標(biāo)號(hào)和油質(zhì)要求就很嚴(yán)格。就目前中國(guó)的情況來(lái)說(shuō)，必須使用必須使用9898號(hào)的高清潔度汽油。號(hào)的高清潔度汽油。奧迪奧迪Q7(Q7(進(jìn)口進(jìn)口)2010)2010款款 4.2 FSI 4.2 FSI 手自一體豪華型手自一體豪華型 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 壓縮比壓縮比 13 13 燃油標(biāo)號(hào)燃油標(biāo)號(hào) 97 97 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn) 歐歐IV IV m首先是低負(fù)荷的油氣混合效率，缸內(nèi)噴射是靠壓縮行程進(jìn)行時(shí)空氣被壓縮產(chǎn)生的渦流，在極短時(shí)間內(nèi)與噴油嘴噴出的細(xì)化燃油顆粒進(jìn)行混合，但怠速熱機(jī)、低負(fù)荷時(shí)，壓縮行程時(shí)空氣流速相對(duì)較低，混合的效率就低；m第二，缸內(nèi)噴射相當(dāng)于將

11、噴油嘴的位置從進(jìn)氣道移到了氣缸內(nèi)，取消了燃油在進(jìn)氣道的潤(rùn)洗效果，結(jié)果就是進(jìn)氣道積碳，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)效能下降；m第三，其工作特點(diǎn)決定了缸內(nèi)直噴在低負(fù)荷下氮氧化物排放，較歧管噴射更多。直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷雙噴射系統(tǒng)雙噴射系統(tǒng)m豐田豐田D-4SD-4S雙燃油噴雙燃油噴射系統(tǒng)射系統(tǒng)mD-4S(Directinjection4-D-4S(Directinjection4-stokegasolineengineSuperstokegasolineengineSuperiorversion)iorversion)，D-4D-4代表代表4 4沖程缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)沖程缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)，S S代表超級(jí)版。中代表超級(jí)版。中文全稱是文全稱是“超級(jí)超級(jí)4 4沖程沖程缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)”。該燃油系統(tǒng)自該燃油系統(tǒng)自19961996年豐年豐田研發(fā)第一款田研發(fā)第一款D-4D-4以來(lái)以來(lái), ,經(jīng)過(guò)多年的研究?jī)?yōu)化該經(jīng)過(guò)多年的研究?jī)?yōu)化該雙噴射系統(tǒng)在雙噴射系統(tǒng)在20052005年裝年裝備雷克薩斯?，F(xiàn)在雷克備雷克薩斯?，F(xiàn)在雷克薩斯高性能跑車薩斯高性能跑車RC-FRC-F與豐田與豐田8686跑車均采用了跑車均采用了D-4SD-4S雙燃油噴射系統(tǒng)。雙燃油噴射系統(tǒng)。 缸內(nèi)直噴 D-4S系統(tǒng) 進(jìn)氣歧管噴射m歧管噴射則在高負(fù)荷高轉(zhuǎn)速下霧化及混合效率不及缸內(nèi)直噴。m缸內(nèi)直噴系