汽油機缸內(nèi)直噴雙噴射

1、現(xiàn)代汽車新技術現(xiàn)代汽車新技術汽油機缸內(nèi)直噴技術雙噴射技術 在對能源和環(huán)保要求日趨嚴格的今天，即使是多點燃油噴在對能源和環(huán)保要求日趨嚴格的今天，即使是多點燃油噴射這樣的技術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也不能滿足人們的要求了，于是更為精確的燃油噴射技術誕生，那就是缸內(nèi)直噴技術。噴射技術誕生，那就是缸內(nèi)直噴技術。 傳統(tǒng)多點燃油噴射傳統(tǒng)多點燃油噴射一、一、汽油機缸內(nèi)直噴汽油機缸內(nèi)直噴技術技術1 1、什么是缸內(nèi)直噴？有什么優(yōu)勢？什么是缸內(nèi)直噴？有什么優(yōu)勢？ 傳統(tǒng)的發(fā)動機是在進氣歧管中噴油再與空氣形成混合氣體，最后才進入到氣缸內(nèi)的。在此過程中，因為噴油嘴里燃燒室還有一定距離，微小

2、的油粒會吸附在管道壁上，而且汽油與空氣的混合受進氣氣流和氣門關閉影響較大。m大眾FSI 發(fā)動機- Fuel Stratified Injectionm通用SIDI發(fā)動機- Spark Ignition Direct Injection m奔馳CGI - Stratified- Charged Gasoline Injection m三菱GDI發(fā)動機 - Gasoline Direct Injection m寶馬HPI發(fā)動機 - High Precision Injection 一、缸內(nèi)直噴汽油機簡介一、缸內(nèi)直噴汽油機簡介大眾大眾TFSI 發(fā)動機發(fā)動機進口尚酷進口尚酷1.4T 雙增壓雙增壓+分層

3、燃燒分層燃燒+缸內(nèi)直噴缸內(nèi)直噴國外大眾國外大眾1.4T國內(nèi)大眾國內(nèi)大眾1.4T 渦輪增壓渦輪增壓+缸內(nèi)直噴缸內(nèi)直噴國外大眾國外大眾1.8/2.0T 渦輪增壓渦輪增壓+缸內(nèi)直噴缸內(nèi)直噴+分層燃分層燃燒燒國內(nèi)大眾國內(nèi)大眾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)動機缸內(nèi)直噴結構缸內(nèi)直噴結構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自低壓循環(huán)（高壓燃油泵作用將來自低壓循環(huán)（600kpa)的燃油經(jīng)過高壓泵加壓至的燃油經(jīng)過高壓泵加壓至（5-10mpa)高壓燃油供給油軌高壓循環(huán)，燃油壓力通過安裝在高壓油高壓燃油供給油軌高壓循環(huán)，燃油壓力通過安裝在高壓油泵上的燃油壓力

4、調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)。一般由凸輪軸驅(qū)動。高壓油泵主要由泵上的燃油壓力調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)。一般由凸輪軸驅(qū)動。高壓油泵主要由凸輪、柱塞、進出油閥、燃油壓力調(diào)節(jié)閥等組成凸輪、柱塞、進出油閥、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氣歧管翻板進氣歧管翻板噴油時刻開始于壓縮行程上止點前約噴油時刻開始于壓縮行程上止點前約60度，結束于壓縮行度，結束于壓縮行程上止點前約程上止點前約45 度。度。50-100bar1、分層燃燒、分層燃燒發(fā)動機在進氣行程活塞發(fā)動機在進氣行程活塞移至下止點時，移至下止點時，ECU控控制噴油嘴進行一次小量制噴油嘴進行一次小量的噴油，使氣缸內(nèi)形成的噴油，使氣缸內(nèi)形成稀薄混合氣。

5、在活塞壓稀薄混合氣。在活塞壓縮行程末端時再進行第縮行程末端時再進行第二次噴油，這樣在火花二次噴油，這樣在火花塞附近形成混合氣相對塞附近形成混合氣相對濃度較高的區(qū)域。濃度較高的區(qū)域。TSI發(fā)動機燃燒控制模式發(fā)動機燃燒控制模式m分層燃燒時噴油時間在上止點前分層燃燒時噴油時間在上止點前60至上止點前至上止點前45，噴射時刻對混合氣的形成有很大影響，燃油被噴射在活噴射時刻對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氣結合形成混合氣。塞頂?shù)陌伎觾?nèi)，噴出的燃油與渦旋進氣結合形成混合氣。混合氣形成發(fā)生在曲軸轉(zhuǎn)角混合氣形成發(fā)生在曲軸轉(zhuǎn)角40至至50范圍內(nèi)，如果小范圍內(nèi)，如果小于這個

6、范圍，混合氣無法點燃，若大于，就變成均質(zhì)狀于這個范圍，混合氣無法點燃，若大于，就變成均質(zhì)狀態(tài)了。分層燃燒的過量空氣系數(shù)一般在態(tài)了。分層燃燒的過量空氣系數(shù)一般在1.6-3之間。之間。m點火時，只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點燃，點火時，只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點燃，這時周圍的新鮮空氣以及來自廢氣再循環(huán)的氣體形成了這時周圍的新鮮空氣以及來自廢氣再循環(huán)的氣體形成了很好的隔熱保護，減少了缸臂散熱，提升了熱效率。點很好的隔熱保護，減少了缸臂散熱，提升了熱效率。點火時刻的控制也很重要，它只在壓縮過程終了的一個很火時刻的控制也很重要，它只在壓縮過程終了的一個很窄的范圍內(nèi)。窄的范圍內(nèi)。2、均質(zhì)燃

7、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，整個燃燒室內(nèi)混合氣的空燃比混合氣，整個燃燒室內(nèi)混合氣的空燃比是相同的，經(jīng)火花塞點燃燃燒。由于混是相同的，經(jīng)火花塞點燃燃燒。由于混合氣形成時間較長，燃料和空氣可以得合氣形成時間較長，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。有人細分為稀均質(zhì)燃較大的輸出功率。有人細分為稀均質(zhì)燃燒模式（過量空氣系數(shù)稍大于燒模式（過量空氣系數(shù)稍大于1）和均）和均質(zhì)燃燒模式（過量空氣系數(shù)略小于質(zhì)燃燒模式（過量

8、空氣系數(shù)略小于1）。（1）進氣歧管翻板打開時的均勻燃燒）進氣歧管翻板打開時的均勻燃燒 在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于3750 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分或發(fā)動機負荷高于分或發(fā)動機負荷高于40% 時，時，進氣歧管翻板是打開的，這樣進氣歧管翻板是打開的，這樣就可保證發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大就可保證發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大負荷時獲得更多的進氣量，讓負荷時獲得更多的進氣量，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)生在進氣沖程中。燃油噴射發(fā)生在進氣沖程中。（2）進氣歧管翻板關閉時的均勻燃燒）進氣歧管翻板關閉時的均勻燃燒 在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于3750 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分或分或發(fā)動機負荷低于發(fā)動機負荷低于40% 時，進氣

9、歧管時，進氣歧管翻板是關閉的。翻板是關閉的。下部進氣道被封閉，于是被吸入的下部進氣道被封閉，于是被吸入的空氣就會通過上部進氣道加速后呈空氣就會通過上部進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)生在進氣沖程中。燃油噴射發(fā)生在進氣沖程中。 FSI直噴發(fā)動機的壓縮比高，在這種情況下對油的直噴發(fā)動機的壓縮比高，在這種情況下對油的標號和油質(zhì)要求就很嚴格。就目前中國的情況來說，標號和油質(zhì)要求就很嚴格。就目前中國的情況來說，必須使用必須使用98號的高清潔度汽油。號的高清潔度汽油。奧迪奧迪Q7(進口進口)2010款款 4.2 FSI 手自一體豪

10、華型手自一體豪華型 發(fā)動機發(fā)動機 壓縮比壓縮比 13 燃油標號燃油標號 97 環(huán)保標準環(huán)保標準 歐歐IV m首先是低負荷的油氣混合效率，缸內(nèi)噴射是靠壓縮行程進行時空氣被壓縮產(chǎn)生的渦流，在極短時間內(nèi)與噴油嘴噴出的細化燃油顆粒進行混合，但怠速熱機、低負荷時，壓縮行程時空氣流速相對較低，混合的效率就低；m第二，缸內(nèi)噴射相當于將噴油嘴的位置從進氣道移到了氣缸內(nèi)，取消了燃油在進氣道的潤洗效果，結果就是進氣道積碳，從而造成發(fā)動機效能下降；m第三，其工作特點決定了缸內(nèi)直噴在低負荷下氮氧化物排放，較歧管噴射更多。直噴發(fā)動機的缺陷直噴發(fā)動機的缺陷雙噴射系統(tǒng)雙噴射系統(tǒng)m豐田豐田D-4S雙燃油噴雙燃油噴射系統(tǒng)射系統(tǒng)

11、mD-4S(Directinjection4-stokegasolineengineSuperiorversion)，D-4代表代表4沖程缸內(nèi)直噴汽沖程缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動機，油發(fā)動機，S代表超級代表超級版。中文全稱是版。中文全稱是“超級超級4沖程缸內(nèi)直噴汽油發(fā)沖程缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動機動機”。該燃油系統(tǒng)自。該燃油系統(tǒng)自1996年豐田研發(fā)第一年豐田研發(fā)第一款款D-4以來以來,經(jīng)過多年的經(jīng)過多年的研究優(yōu)化該雙噴射系統(tǒng)研究優(yōu)化該雙噴射系統(tǒng)在在2005年裝備雷克薩年裝備雷克薩斯。現(xiàn)在雷克薩斯高性斯?，F(xiàn)在雷克薩斯高性能跑車能跑車RC-F與豐田與豐田86跑車均采用了跑車均采用了D-4S雙雙燃油噴射系統(tǒng)。燃油噴射系統(tǒng)。 缸內(nèi)直噴 D-4S系統(tǒng) 進氣歧管噴射m歧管噴射則在高負荷高轉(zhuǎn)速下霧化及混合效率不及缸內(nèi)直噴。m缸內(nèi)直噴系統(tǒng)在冷啟動時的油氣混合