缸内直喷原理及应用

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1、缸内直喷原理及应用缸内直喷技术的原理及应用当今世界科技日新月异，得到了快速发展。而现代汽车作为人们极为重要的交通工具，其发动机新技术不断涌现和应用，汽车整体性能迅速提高，缸内直喷技术应运而生。1、缸内直喷技术原理介绍缸内直喷又称FSI，FSI(FuelStratifiedInjection)燃料分层喷射技术代表着传统汽油引擎的一个发展方向。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，所以希望喷油嘴能够直接将燃油喷入汽缸

2、。FSI就是大众集团开发的用来改善传统汽油发动机供油方式的不足而研制的缸内直接喷射技术，先进的直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，其控制的精确度接近毫秒，其关键是考虑喷射器的安装，必须在汽缸上部留给其一定的空间。由于汽缸顶部已经布置了火花塞和多个气门，已经相当紧凑，所以将其布置在靠近进气门侧。由于喷射器的加入导致了对设计和制造的要求都相当的高，如果布置不合理、制造精度达不到要求导致刚度不足甚至漏气只能得不偿失。另外FSI引擎对燃油品

3、质的要求也比较高，目前国内的油品状况可能很难达到FSI引擎的要求，所以部分装配了FSI的进口高尔夫出现了发动机的水土不服。　　此外，FSI技术采用了两种不同的注油模式，即分层注油和均匀注油模式。发动机低速或中速运转时采用分层注油模式。此时节气门为半开状态，空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部，由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时，少量的燃油由喷射器喷出，形成可燃气体。这种分层注油方式可充分提高发动机的经济性，因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外，燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可，而FSI使其与理想

4、状态非常接近。当节气门完全开启，发动机高速运转时，大量空气高速进入汽缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。从而促进燃油充分燃烧，提高发动机的动力输出。电脑不断的根据发动机的工作状况改变注油模式，始终保持最适宜的供油方式。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放。2、缸内直喷技术之应用-GDI发动机GDI发动机简称汽油直接喷射发动机，是近年来国外内燃机研究与开发的热点。专家认为，汽油机直喷技术的出现，使汽车发动机技术进入了一个崭新的时代，它在21世纪有取代传统的汽油机和柴油机的趋势，成为轿车最理想的动力装置。传统的汽油发动机是将汽油喷射到进气管中，与空气混合后再进入

5、气缸内燃烧，而GDI发动机是将汽油直接喷入气缸，利用缸内气流和活塞表面的燃料雾化与空气形成混合气进行燃烧。GDI发动机具有很好的工作稳定性和负荷性能，同时低温起动性能得到了明显改善，能实现分层燃烧，燃油经济性大大提高，其油耗可达到涡轮增压直喷(TDI)柴油机的水平，且省略了涡轮增压装置，省却了复杂的高压喷射系统。GDI发动机能用稀燃技术，空燃比可高达40：1，甚至最高可达100：1，使得功率和转矩均高于传统汽油机，油耗、噪声及二氧化碳的排放量都较低，GDI发动机工作的均匀性、瞬时反映性、起动性等均比传统汽油发动机有较大的改进。因此各国汽车生产企业都在大力开发这种技术先进、性能优异的G

6、DI发动机。GDI发动机的研究始于德国，早在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，但是很快就销声匿迹。后来德国的设计师们，无论是奔驰、宝马，还是大众，对于汽油直接喷射都采取皱眉挥斥的态度。因为根据试验，他们认为这种发动机运转性能差，汽车几乎无法开，废气问题也无法解决，于是便停止了GDI发动机的研制开发。日本三菱汽车公司于1996年研制成功GDI发动机，并将其装在Galant牌汽车上，于同年8月投放日本汽车市场。1997年装备同样发动机的中级轿车Garisma进入西欧市场，该发动机排量为1.8L，功率为88kW，100km油耗为5L左右，发动

7、机价格较原先略有上涨。三菱汽车公司计划在最近几年内将其生产的汽油机全部改成汽油直接喷射，丰田汽车公司也准备步其后尘，三菱公司的成功表明，汽油直接喷射是可行的。废气中的氮氧化物含量高的问题，可利用废气再循环及加装第二只催化裂化转换器来解决。今天，几乎所有汽油机都是间接喷射的，与其相比，GDI发动机无论在油耗上，还是在排放净化上，都取得了巨大的进步，并且在稀燃方面，GDI发动机允许混合气变得稀薄，特别是在部分负荷内。理论计算出的标准空燃比应是15：1，在稀燃技