汽油机缸内直喷技术探析.pdf

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1、第39卷第3期2010年6月小型内燃机与摩托车SMALLlNTERNALCOMBUSTIONENG，INEANDMOTORCYCLEV01．39No．3Jun．2010汽油机缸内直喷技术探析+耿文娟‘袁银南1居钰生2(1一江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江2120132一中国第一汽车集团无锡油嘴油泵研究所)摘要：本文主要就燃油喷射系统、燃烧系统以及控制策略探讨了GDI技术的优势，分析了GDI目前面临的难题，并指出排放问题是制约GDI发动机发展的关键。关键词：汽油机缸内直喷控制排放中图分类号：TK411．2文献标识码：A文章编号：1671

2、-0630(2010)03—0023—06ResearchontheTechnologyGasolineDirectInjectionEngineGengWenjuanl，YuanYinnanl，JuYushen921一AutomobileandTrafficEngineeringInstitute，JiangsuUniversity(Zhenjiang，Jiangsu，212013，China)2一WuxiFuelInjectionEquipmentResearchInstitute，FAWAbstract：Byanalyzingth

3、efuelinjectionsystem，combustionandcontrolmethod，theadvantagesandthemainproblemsofGDI(GasolineDirectInjection)en百newereintroduced．It'spointedoutthatthecrucialproblemofGDIdevelopmentwillbeitshighexhaustemissions．Keywords：Gasolineengine，Directinjection，Control，Emission引言日益严

4、峻的能源和环境问题使排放法规不断升级，我国也将于2010年7月113开始在全国实施国Ⅳ标准。人们在追求车用汽油机良好动力性的同时对汽油机的燃油经济性和排放提出了越来越高的要求。为此，世界各国开发了许多发动机新技术⋯。其中汽油机缸内直喷技术(以下简称GDI)是汽油机在燃烧理论和具体结构方面划时代的变革，实现了“低油耗、低污染、高功率”的设想，是当今公认的汽油机节油潜力最大的先进技术。随着汽车保有量和排放污染物的骤增，以及社会环保法规要求的提升，GDI必将取代进气道喷射(PFI)式汽油机旧J。1GDI技术的研发历程GDI发动机的研制开发，可

5、以说是花开在德国，果却结于日本。早在上世纪50年代，德国就有直喷二冲程汽油机装车应市，甚至还装到声名显赫的SL级奔驰轿车上，但是受当时内燃机制造技术和电控水平的限制，其性能和排放并不理想，很快就销声匿迹。上世纪90年代以后，制造技术和电控技术的飞速发展，使缸内直喷汽油机的研究和应用得到长足的发展。直喷汽油机瞬态响应好，可以实现精确的空燃比控制，具有快速的冷起动和减速快速断油能力及潜在的系统进一步优化空间大等优点，这是进气道喷射汽油机无法比拟的。为此许多国外的汽车公司和研究机构都对此展开了研究，目前技术上较为成熟的几种典型的GDI发动机有

6、：1)El本三菱公司的GDI发动机采用立式进气道与弯曲顶面活塞。在进气行程中吸入的空气通过立式进气道被吸人气缸，形成强烈的滚流。喷射的燃油经曲面形的燃烧室壁面引导被送到位于气缸中央的火花·基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AAll0107)。作者简介：耿文娟(1985一)，女，在读硕士研究生，主要从事内燃机工作过程研究。小型内燃机与摩托车第39卷塞附近，形成稳定的燃烧。2)日本丰田公司的GDI发动机使用了可变涡流技术，通过缸内气流运动的组织，在火花塞周围形成可点燃的混合气。为了降低NOx排放，在使用EGR的同时

7、采用了NO。吸附催化反应器。按照日本的10一15工况试验，结果表明，装有该发动机的汽车油耗为17．4km·L～，而相应的装有PFI发动机的汽车油耗为13kin·L～，即汽车节能达30％左右。3)美国福特公司的GDI发动机采用均质的当量燃空比附近的混合气，利用传统的三元催化反应器，降低了排放处理方面的困难。稳态试验表明，部分负荷下，汽油机的燃油经济性有5％的提高，而怠速时能提高10％。GDI的研发与应用在国外可谓是“遍地开花”，但在国内GDI发动机尚未批量生产，基本处于实验室研发阶段。只有奇瑞公司在AVL公司帮助下开发的自主品牌2．0L8

8、QR484J汽油机使用了GDI技术口J。2007年7月15日，在长春一汽集刚技术中心的发动机实验室内，国内第一款自主研发的汽油直喷发动机JB8正式启动运转。这款发动机集成了当今国际汽油机的先进技术，如汽油直