汽油机缸内直喷技术
汽油机缸内直喷技术(GDI)
且 比较 容 易进行 混 合 过程 的控 制 ， 本 低 廉 ， 成 因此 成 为 当前 的 主流模 式 。但 是 在该种 导 向模式 中 ． 一旦 在
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答 ： 内直喷 汽油 机稀 薄燃 烧技术 分 为均质 稀燃 缸 和分层稀 燃 两种燃 烧模 式 。 中小负荷 时 。 压缩 行程 在
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汽油机缸 内直喷技术（ ＧＤＩ ）
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最终 在火 花 塞 附近形 成 较浓 的可 燃混 合 气 ， 种 这 问 ： 什 么 要 发展 汽 油 机 缸 内直 喷技 术 油 ， 为
之 间 已分 离 ， 它两 根摇 臂 不受 它 的 控制 ， 以不会 其 所 影 响气 门的开 闭状 态 。 发动机 达 到某一 个设 定 的高转 速时 。 电脑 即会 指 令 电磁 阀起 动 液 压 系统 ， 动摇 臂 内 的小 活塞 ， 三 推 使 根 摇臂 锁成 一 体 一起 由 中间 凸轮 来驱 动 。 由于 中间 凸 轮 比其它 凸轮 都高 ， 程 大 ， 以进 气 门开 起 时 间 升 所 延长 ， 升程 也增大 了 。 当发动 机转 速降 低到 某一 个设定 的低 转速 时 。 摇 臂内的液压也随之降低 。 活塞在 回位弹簧作用下退回 原位 。 三根摇 臂分 开 。 整个 Ｖ Ｅ Ｔ Ｃ系统 由发 动 机 电子 控 制 单 元 （Ｃ Ｅ Ｕ）
新型高效汽油机核心技术及关键零部件国产化
新型高效汽油机核心技术及关键零部件国产化在当前全球环保意识不断提升的背景下，汽车工业正朝着新型高效汽油机的研发和生产方向迅速发展。
在过去的几年里，汽车制造商和技术企业不断推出各种新型高效汽油机，以满足市场对于更环保、更节能的汽车需求。
作为汽车动力系统的核心，新型高效汽油机的研究与发展一直备受关注。
一、新型高效汽油机的技术特点1.1 变速缸内直喷技术变速缸内直喷技术是当今高效汽油机的关键技术之一。
它通过对喷油系统和点火系统进行优化，使得燃油在燃烧室内更充分地燃烧，提高了燃油和空气的混合效率，有效提高了发动机的燃烧效率和动力性能。
1.2 双涡轮增压技术双涡轮增压技术通过在发动机上配备两个涡轮增压器，能够更好地发挥发动机的功率，并且在低速工况下也能够提供更大的扭矩输出。
这一技术的应用不仅提高了汽油机的燃烧效率，也提高了汽车的动力性能和燃油经济性。
1.3 智能变缸技术智能变缸技术能够根据汽车的实际工况来实现动态地调整发动机的气缸数量，从而在不同工况下实现最佳的燃油经济性和动力性能。
这一技术的应用大大提高了汽车在实际行驶中的燃油经济性，也降低了汽车的排放。
二、关键零部件的国产化2.1 发动机控制单元作为汽车发动机控制系统的核心，发动机控制单元的国产化一直备受关注。
在过去的几年里，我国不断加大了对发动机控制单元的研发和生产力度，逐步实现了对核心技术的突破。
国产化的发动机控制单元在提高汽车动力系统的整体性能的也为我国汽车工业的发展注入了新的动力。
2.2 涡轮增压器涡轮增压器作为提高汽车动力性能的重要零部件，一直是汽车制造商关注的重点。
近年来，我国的涡轮增压器制造技术得到了长足的发展，涡轮增压器的国产化取得了一定的进展。
国产化的涡轮增压器不仅提高了我国汽车制造业的自主创新能力，也为汽车工业链的健康发展贡献了力量。
2.3 变速缸内直喷喷油器变速缸内直喷喷油器是新型高效汽油机的重要部件之一，也是当前汽车制造商竞相研发和生产的重点对象。
汽车发动机：发动机缸内直喷工作原理
汽车发动机：发动机缸内直喷工作原理
汽车发动机是汽车的心脏，而发动机缸内喷油技术在汽车发动机中占据了重要的位置。
那么，发动机缸内直喷工作的原理是什么呢？
发动机缸内直喷技术，又称为汽油直喷技术，是一种先进的汽车喷油技术。
该技术采用了高压喷油系统和电脑控制，实现了发动机缸内直接喷油，使汽车发动机的性能和效率得到了大幅度提升，同时也减少了污染排放。
发动机缸内直喷的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
第一步：高压油泵将汽油从油箱中抽取并压缩至高压状态。
第二步：高压油泵将压缩后的汽油经过高压油管送到发动机缸内的喷嘴。
第三步：电脑控制喷嘴的开闭，将汽油在缸内形成雾状。
由于发动机缸内温度和压力的高涨，汽油几乎瞬间就能被蒸发和气化，形成一个高温、高压的喷油峰值。
第四步：发动机活塞缸通过压力推动活塞向下运动，汽油燃烧，推动
活塞向上运动，完成了一次工作循环。
总体来说，发动机缸内直喷工作的过程可以看作是喷油、燃烧、推动
活塞这三个过程的不断重复。
在喷油、燃烧、推动活塞等过程中，高
压燃油能够精准地定量喷入发动机缸内，提高了发动机的功率和效率，同时也能够显著降低燃油的消耗和污染排放。
此外，发动机缸内直喷技术的应用，也促进了发动机压缩比和燃烧效
率的提高，从而增强了发动机在启动时的动力表现，使汽车更加省油、环保、安全。
因此，发动机缸内直喷技术被广泛应用于现代汽车上，
成为现代汽车零部件中不可或缺的一部分。
总之，发动机缸内直喷技术的工作原理对于现代化的汽车制造不可或缺，它通过燃油的喷射使发动机功率和效率得到巨大提升，并在减少
环境污染方面发挥了重要作用。
缸内直喷式的汽油机工作原理
缸内直喷式的汽油机工作原理缸内直喷式的汽油机是一种高效的内燃机，它采用了直喷技术，能够更好地控制燃油的喷射和燃烧过程。
这种发动机结构简单，燃油的利用率高，能够在提供足够动力的同时减少尾气排放。
缸内直喷式汽油发动机的工作原理如下：1.压缩行程：在发动机的第一次行程中，活塞从上死点开始向下移动，压缩燃料和空气混合物。
在这里，燃油被喷入燃烧室的底部，然后与空气充分混合。
引入燃油的方式有两种：均质混合和分层注射。
2.点火和燃烧行程：当活塞接近下死点时，点火塞设备会在燃料喷射完成后自动点燃混合气。
点火塞会产生火花，点燃燃料和空气混合物，从而引发爆炸。
爆炸产生的高温和高压推动活塞向下运动，驱使曲轴旋转。
3.排气行程：在活塞运动向上行驶时，废气通过排气门排出。
通过排气管可以将废气导出汽车。
缸内直喷式发动机的特点是可以更好地控制燃油的喷射和燃烧过程，从而提高燃油的利用率和发动机的效率。
这是通过以下几点实现的：1.精确的燃油喷射：缸内直喷式发动机直接将燃油喷射到燃烧室内，而不是喷射到进气歧管。
这种直接喷射的方式可以更精确地控制燃油的喷射量和喷射时间，从而获得更好的燃烧效果。
2.高效的燃烧过程：由于燃油直接喷射到燃烧室内，混合气的温度和密度更高，形成更好的燃烧条件。
这种高温高压的燃烧过程可以提高燃油的利用率，并减少污染物的排放。
3.灵活的喷射方式：缸内直喷式发动机可以根据需要和条件灵活地调整喷射的方式。
根据引擎工作负荷和转速的不同，喷射可以采用均质混合和分层注射两种方式。
均质混合可以获得良好的燃烧效果，而分层注射可以提高低负荷工况下的燃油经济性。
缸内直喷式汽油发动机相比传统的多点喷射发动机具有更高的燃油利用率和更低的尾气排放。
同时，由于直喷系统更加复杂，需要更高的精确度和控制能力，因此缸内直喷式发动机的研发和制造成本也较高。
尽管如此，由于其高效节能和环保的特点，缸内直喷式发动机已经成为了主流的汽车发动机技术。
缸内直喷技术
2、汽车发动机新技术---缸内直喷式
近年来，当代汽车汽车飞速发展，汽车新技术不断涌现和应用，带动汽车性能不断改善。下面就现代缸内直喷式汽油机进行简单介绍。
汽油机的发展经历了100多年的漫长历史，其中具有里程碑意义的发展阶段无不是以油气混合方式和机理的变迁为标志的。
早期的化油器式汽油机依靠化油器喉口气流流速增加所产生的真空度将汽油吸出被高速进气空气流雾化以及汽油油滴本身的蒸发而与空气形成可燃混合汽。油气混合比(空燃比=进气空气质量/燃油质量)取决于化油器喉口的设计和量孔直径，负荷的调节是由节气门的开度来调节进入汽缸的油气混合汽量来实现的，因此属于混合汽外部形成的量调节方式，且没有任何反馈控制。由于汽油-空气混合汽能在相当宽的空燃比范围内点燃，这种不太精确的控制对早期汽油机的正常运行并不存在什么问题。
既然油气混合物能有如此惊人的杀伤力，那在汽车上引入显然也会获得更高的动力和更省油的表现。根据云爆弹原理，大众为高压泵设计了一个非常精巧的结构，通过进气阀的凸轮轴来为油泵提供动力，这样很好的解决了油泵和进气阀之间的正时问题，也提高了燃油效率；同时作为一个纯机械的结构，这个高压泵具备了非常高的可靠性，大众（博世）甚至还设计了一个内部保护回路防止油压过高。可惜的是，大众和博世的设计尽管确保了机械自身的可靠性，但高压燃油轨(Rail)里的高压燃料是无法保护的，为了保证发动机运转的顺畅性，燃油轨中必须保持一定的压力。这个在平时是没有问题的，问题就出在了碰撞上。当发动机受到巨大的外力撞击时，位于发动机前部的高压共轨喷射系统就成了发动机首先受到撞击的部分。
发动机的缸内直喷与涡轮增压
发动机的缸内直喷与涡轮增压发动机的缸内直喷与涡轮增压技术是现代汽车领域的两项重要技术。
它们的使用不仅使汽车性能得到了质的提升，还对节能环保产生了积极的影响。
本文将分析和比较这两种技术的原理、优势和应用。
一、缸内直喷技术缸内直喷技术是指将燃油直接喷入发动机的气缸内部，并在气缸内进行燃烧的技术。
相比传统的多点喷射技术，缸内直喷技术具有以下几个优势。
1. 燃油利用率高：缸内直喷技术能够更加精确地将燃油喷射到气缸内部，确保燃油完全燃烧，提高燃油利用率。
2. 动力性能好：缸内直喷技术使得燃烧过程更加迅速，能够产生更高的喷射压力和更高的动力输出，提升发动机的马力和扭矩。
3. 排放更清洁：缸内直喷技术能够减少燃烧室的冷启动时的燃油残留，降低废气排放，减少对环境的污染。
缸内直喷技术应用广泛，特别是在高性能发动机上的应用更为常见。
例如，现代的涡轮增压发动机、混合动力汽车以及一些高档豪华轿车都采用了缸内直喷技术来实现更高的动力与经济性。
二、涡轮增压技术涡轮增压技术是指通过使用涡轮增压器将压缩空气送入发动机，以提高发动机的进气效果和增加燃油燃烧量的技术。
涡轮增压技术具有以下几个优势。
1. 增加进气量：涡轮增压技术能够通过压缩空气的方式，增加发动机的进气量，提高发动机的效率和动力输出。
2. 降低排放：由于增加了进气量，涡轮增压技术使得燃烧更加充分，从而减少废气排放，降低对环境的污染。
3. 节能：涡轮增压技术可以通过提高发动机的进气效率，降低燃油的消耗，从而实现节能的效果。
涡轮增压技术在汽车领域得到了广泛的应用。
无论是传统燃油发动机还是混合动力车型，涡轮增压都可以提高动力性能和经济性。
三、缸内直喷与涡轮增压的结合缸内直喷技术和涡轮增压技术可以相互结合，实现更好的性能和经济性。
结合的方式可以是将缸内直喷技术和涡轮增压技术同时应用在一个发动机上，也可以是将这两项技术分别应用在不同的发动机上，然后通过机械连接或电子控制实现协同工作。
汽油机缸内直接喷射技术
汽油机缸内直接喷射技术摘要:由于能源枯竭和环境污染情况日益严重,即使是多点燃油喷射这样的技术也不能满足人们的要求了,于是更为精确的燃油喷射技术诞生了,那就是汽油机缸内直接喷射技术。
本文将对汽油机缸内直接喷射技术的类型、结构原理、存在问题等进行简要的论述。
关键词:缸内直喷类型结构原理存在问题近年来,由于能源紧缺和环境污染问题的日益突出,汽车用发动机面临着越来越严峻的考验。
目前为绝大多数汽车所采用的EFI发动机已显出明显不足,主要由于混合气在进气门处形成,汽油雾化不完全、混合气质量欠佳,所以燃烧不充分冷启动排放和燃油经济性较差。
汽油机缸内直接喷射系统则与EFI系统迥然不同,该系统是将汽油直接喷射到气缸里,通过相应的控制手段,可以大大提高发动机的燃油经济性和动力性能,同时大幅度降低排放。
1 汽油机缸内直接喷射技术汽油机缸内直接喷射技术,简称缸内直喷,顾名思义,就是把汽油直接喷射到气缸内。
随着技术的发展,化油器被淘汰后,开始采用汽油喷射技术,按照喷射位置可以分为进气道喷射和缸内直接喷射两种。
进气道喷射可以采用低压的喷射装置,是目前最常用的喷射方式,喷油嘴位于进气歧管的前方,汽油喷入进气歧管与空气混合后再进入气缸。
缸内直接喷射则更为先进,喷油嘴位于气缸内部,将汽油直接喷入气缸,与空气形成混合气,不过它需要较高压力的喷射装置以及其它一些专门的零部件,成本要更高一点。
2 缸内直喷的类型及其特点近年来,缸内直喷的发动机电控技术的研究与开发越来越受到重视,其被认为是内燃机解决能源和环境问题的重要方向之一,国内外许多研究机构和汽车厂商都致力于缸内直喷发动机的研究与开发,并推出了各种装备缸内直喷发动机的汽车。
2.1 FSIFSI是Fuel Stratified Injection的缩写,它代表大众汽车的缸内直喷发动机。
从理论上来说,采用FSI技术的发动机有至少两种燃烧模式:分层燃烧和均质燃烧,从上面3个英文单词来看,分层燃烧应该是FSI 发动机的特点。
第三章缸内直接喷射技术
• (2)压电直喷技术 • 目前的缸内直喷发动机都存在分段控制模式—— 低转速时使用分段多次喷射燃烧,高转速下不使用。
–主要原因是目前的喷油器都是螺旋线圈电磁控制式的, 在高转速状态下,喷油时间要求极短,喷油器响应速度 并不适合太高转速。
• 因此,奔驰开发了压电触发的喷油器。
–利用活塞在压缩行程的压力,通过压力变形下的微弱电 信号,经过放大电路放大后控制阀门开闭。压电喷油器 百万分之一秒的反应时间,使喷油器基本的多点分层喷 射成为可能,在每次压缩的短时间内,再分为多次喷射, 特别是高转速下,也同样有分段喷射,从而得到更理想 的稀薄燃烧,这对提高发动机燃烧效率是至关重要的。
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• 3.缸内直接喷射技术的问题 • 缸内直接喷射技术存在的一个主要问题是废气后 续处理。在分层充气模式和均质稀薄充气模式中, 传统的闭环三元催化转化器不能快速地将燃烧过 程中产生的氮氧化物转换成氮气。
–开发了氮氧化物存储式催化转化器后,才使得排放废气 符合欧Ⅳ废气排放标准。在该系统中,氮氧化物被暂时 地储存在转换器中,然后系统性地转换成氮气。
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• (1)燃油供给与喷射系统
–CGI发动机上使用的高压压电喷油器,采用几微米宽锥 状环形喷孔, 塑造一个稳定的、非常理想的从浓到稀 的喷雾效果。在喷射时,还可以吸收周边紊乱的空气颗 粒,进入燃油喷射的层与层之间,形成一个理想的点火 前状态。 –CGI发动机还包括高压燃油泵以及后面的燃油导轨以及 其中的燃油压力调节阀,它们为系统提供稳定的燃油。 在燃油导轨中,峰值燃油压力可以达到20MPa,约是普通 电喷汽油发动机的70倍,比一些其他缸内直喷发动机也 高得多,这样做的目的就是为了分层喷射时有理想的喷 雾效果,在高转速下有足够量的汽油供给。而且由于在 喷射瞬间,导轨内的压力不可避免会出现瞬间下降,高 压也会让这种瞬间压力变化减小,喷射也就更加精确无 误。
汽油直喷技术简述
直 以 来 汽 油 发 动 机 的 燃 料 供 给 方 式 都 采 用
“ 缸外混 合 ”汽 油通过 喷油 器 喷 出 ， 进气 歧管 内与 ， 在
熟 。国外 的汽车业 巨头几 乎 都 已把 直 喷发 动 机作 为
其新 一代发 动机 的 主要发 展 方 向。国 内 的企业 也 纷
新鲜的空气混合而成为“ 混合气” 。 在发 动机气 缸进气 门还没 有打开 之前 ， 混合 这些 气都储存在进气歧管内， 直到气门打开后混合气才能 因为燃 烧室 的负压 而进人 到燃烧 室 内 ， 后在活 塞压 然 缩 行程 的末端 通过 火 花塞 点 燃 ¨ 。即使 是 现今 极 为 ］ 普遍的电控燃油喷射系统 ， 其改变之处也只于由电脑 控制喷油嘴喷油 的时机和数量。从单点和多点喷射 技术在 ８ 年代 普遍应用 以来， ０ 从最初 的 ２气 门， 到 ３４ ５气 门 、 、、 可变 气 门升 程及 正 时 、 种增 压技 术 等 ， 各 都是 为 了更加 灵活地 控制混 合气进 入气缸 的情况 。 “ 缸外 混合 ” 缺点 是 显 而 易 见 的 ， 入 燃 烧 室 的 进 的混合气只能够通过气 门的开闭来被动控制 ， 对发动 机不 同工况 的适 应程 度 未 如理 想 。而 且 喷油 嘴离 燃 烧室有一定的距离 ， 汽油与空气的混合情况受进气气 流的影响较大 ， 并且微小 的油颗粒会吸附在管道壁 上， 不能充 分使 用 【 。 ２ 】 随着对 发动 机动 力 性 能 和环 保性 能 的要 求 越来
（ ）Ｎ 生 的 机 理是 富 氧 、 温 及 高温 持 久 ， ２ Ｏ产 高
相对来说 ， 汽油的自然温度低， 火焰温度高， 在富氧的 情况 下 ， 较容 易产生 Ｎ 因 此采 用 直 喷技 术 的 汽油 Ｏ ，
缸内直喷发动机的工作过程
缸内直喷发动机的工作过程
缸内直喷（Gasoline Direct Injection，简称GDI）发动机是一种现代汽油发动机技术，它将燃油直接喷射到每个气缸的燃烧室内。
下面是缸内直喷发动机的工作过程：
1. 进气冲程：活塞向下运动，气门打开，进气门使得新鲜空气通过进气道进入气缸。
同时，高压燃油泵从燃油箱中提供高压燃油并将其送入喷雾器。
2. 喷油过程：在进气冲程结束时或稍微提前，燃油喷雾器快速喷射精确计量的燃油直接进入气缸的燃烧室。
由于燃油直接喷射，可以更好地控制燃油的分布和喷射的时机，提高燃烧效率。
3. 压缩冲程：进气门关闭，活塞开始向上移动，压缩混合气。
由于燃油是直接喷射进入燃烧室的，相对于传统的多点燃油喷射发动机，GDI发动机具有更高的压缩比，有利于提高功率和燃油经济性。
4. 着火冲程：当活塞接近顶部时，火花塞放电产生火花，点燃燃油和空气混合物。
由于燃油直接喷射到燃烧室，火花塞位于较富燃油的区域，更容易点燃混合物。
5. 排气冲程：活塞向下运动，废气通过排气门进入排气管排出。
通过这个过程，缸内直喷发动机能够更有效地利用燃料，提高燃烧效率和动力输出，并减少废气排放。
此外，由于燃油直接喷射到燃烧室内，缸内直喷发动机还可以实现更精确的燃油控制、改善冷启动性能和降低涡轮增压的喷口积碳问题。
这使得缸内直喷发动机被广泛应用于现代汽车领域。
缸内直喷式的汽油机工作原理
缸内直喷式汽油机工作原理
一、燃油喷射系统
缸内直喷式汽油机的燃油喷射系统与传统的汽油机有所不同。
在缸内直喷式汽油机中，燃油喷射器直接将燃油喷入汽缸内，而不是像传统汽油机那样将燃油喷入进气歧管。
这种设计使得燃油能够在压缩冲程后期与空气混合，为燃烧过程提供了更佳的条件。
二、燃烧过程
缸内直喷式汽油机的燃烧过程更加高效。
由于燃油直接喷入汽缸内，因此能够更好地控制燃油的喷射量和喷射时间，使得燃油能够更好地与空气混合。
这种设计使得缸内直喷式汽油机的燃烧温度更高，从而提高了发动机的功率和扭矩。
三、空气流动
在缸内直喷式汽油机中，空气流动也与传统的汽油机有所不同。
在传统的汽油机中，空气通过进气歧管进入汽缸内，而在缸内直喷式汽油机中，空气通过进气门进入汽缸内。
这种设计使得缸内直喷式汽油机能够在更高的压力下工作，从而提高了发动机的压缩比和效率。
四、控制系统
缸内直喷式汽油机的控制系统也是其工作原理的重要组成部分。
这种控制系统可以精确控制燃油的喷射量和喷射时间，使得发动机能够在各种工况下都能够保持最佳的工作状态。
同时，控制系统还可以根据发动机的工况和驾驶员的需求来调整发动机的功率和扭矩输出，从而提高了驾驶体验和燃油经济性。
总之，缸内直喷式汽油机的工作原理涉及到燃油喷射系统、燃烧过程、空气流动和控制系统等多个方面。
这些方面的协同工作使得缸内直喷式汽油机具有更高的功率和扭矩输出、更佳的燃油经济性和更低的排放等优点。
发动机的高效燃烧技术实践案例
发动机的高效燃烧技术实践案例随着现代工业的不断发展和交通运输的广泛应用，汽车成为人们生活中不可或缺的一部分。
而发动机作为汽车的心脏，其性能的优劣直接关系到汽车的动力性能、燃油消耗和排放污染等方面。
为了提高发动机的燃烧效率和减少尾气排放，许多高效燃烧技术不断涌现并被应用于发动机设计与制造中。
本文将介绍一些高效燃烧技术的实践案例，以期为发动机的进一步发展提供借鉴和启示。
一、缸内直喷技术缸内直喷技术是一种将燃油直接喷入气缸内进行混合的燃烧方式。
相比传统的多点喷射技术，缸内直喷技术可以实现更精细的燃油控制，提高燃烧效率。
广汽本田公司在其“L系列”发动机中采用了缸内直喷技术，通过优化燃油喷射策略和燃烧室设计，使得发动机的功率输出提升了10%，同时减少了燃油消耗和排放。
二、可变气缸技术可变气缸技术是一种根据车辆负载情况自动关闭部分气缸的技术。
通常情况下，发动机需要全程工作，但在低负载情况下，关闭部分气缸可以减少燃油消耗。
通用汽车公司的“Active Fuel Management”技术就是一种成功的可变气缸技术应用实例。
通过实时监测车辆负载情况和发动机工作状态，系统可以自主地关闭或启用气缸，从而提高发动机的燃烧效率和燃油经济性。
三、缸内直喷和压缩比提升技术的结合应用为了进一步提高发动机的燃烧效率，许多发动机制造商还将缸内直喷技术和压缩比提升技术相结合应用。
例如，福特汽车公司在其“EcoBoost”系列发动机中采用了这种技术。
通过增加发动机的压缩比和使用缸内直喷技术，发动机在燃油经济性和动力输出方面都有了显著提升。
实际测试数据显示，这种技术在高速公路行驶中可以实现约20%的燃油节省。
四、混合动力技术混合动力技术是将传统汽油发动机与电动机相结合，通过发动机和电动机的混合动力输出，实现更高效的燃烧和更低的排放。
丰田汽车公司的“混合动力系统”就是混合动力技术的经典应用。
这种系统可以根据驾驶需求自动调节发动机和电动机的工作比例，以最大程度地提高燃烧效率和燃油经济性。
发动机技术解析缸内直喷与缸外直喷的优劣
发动机技术解析缸内直喷与缸外直喷的优劣发动机技术一直是汽车制造商和消费者关注的热点之一。
其中，缸内直喷和缸外直喷这两种燃油喷射技术备受关注。
它们分别在汽油和柴油发动机中被广泛应用。
本文将对这两种喷射技术的优劣进行解析和比较。
一、缸内直喷技术缸内直喷技术是将燃油喷射器直接安装在汽缸内（柴油发动机）或燃烧室（汽油发动机）内部。
其优势主要体现在以下几个方面：1. 燃烧效率提升：缸内直喷技术可以实现更高的压缩比和更精确的燃油控制，从而提高燃烧效率和动力输出。
2. 减少污染物排放：由于燃油喷射直接进入燃烧室，缸内直喷技术可以更好地控制燃烧过程，减少尾气中产生的有害物质排放。
3. 提高燃油经济性：缸内直喷技术可以更有效地利用燃油能量，降低燃油消耗，从而提高燃油经济性。
缸内直喷技术的缺点是：1. 发动机噪音较大：由于燃油喷射直接进入燃烧室，可能会产生较大的喷油噪音。
2. 燃油喷射器易受污染：喷油器直接暴露在燃烧室的高温和高压环境下，容易受到燃烧残渣的污染，进而影响喷油效果。
二、缸外直喷技术缸外直喷技术是将燃油喷射器安装在燃烧室外部，通过进气门将燃油喷射到汽缸内（柴油发动机）或燃烧室（汽油发动机）内。
下面是缸外直喷技术的优势和不足之处：优势：1. 降低噪音和振动：相比缸内直喷，缸外直喷技术可以减少喷油噪音和振动，提升发动机的舒适性和可靠性。
2. 降低碳积垢：由于燃油喷射器远离燃烧室，不易受到燃烧残渣的污染，减少发动机碳积垢的形成。
不足：1. 燃烧效率相对较低：燃油喷射到燃烧室之前会与进气气流混合，这可能会降低燃烧效率，从而影响动力输出和燃油经济性。
2. 排放污染物增加：缸外直喷技术中，燃油喷射到进气道上，容易形成积炭，导致排放污染物的增加。
综合比较：缸内直喷和缸外直喷技术各有优劣，具体应用取决于车辆制造商的需求和设计选择。
在柴油发动机中，由于其燃烧方式和压力要求较高，缸内直喷技术被广泛应用。
它可以提高燃油经济性和动力输出，同时减少尾气排放，符合环保要求。
现代汽油机缸内直喷技术发展现状与未来发展趋势
现代汽油机缸内直喷技术发展现状与未来发展趋势
现代汽油机缸内直喷技术是一种先进的燃油喷射技术，它通过将燃油直接喷入汽缸内部，实现更高效的燃油燃烧和动力输出。
与传统的多点喷射技术相比，缸内直喷技术具有更高的燃油利用率和更低的排放。
目前，缸内直喷技术已经广泛应用于许多汽车制造商的发动机中。
通过缸内直喷技术，汽车发动机的燃油效率可以提高约
10-15％，同时减少约20％的尾气排放。
此外，缸内直喷技术
还可以提高发动机的功率密度和马力输出。
未来，缸内直喷技术有以下几个发展趋势：
1. 发动机的进一步优化：通过采用更高的压缩比和更高的喷油压力，进一步提高缸内直喷技术的燃烧效率和动力性能。
2. 兼容新型燃料：随着可再生能源和新型燃料的发展，缸内直喷技术将逐渐适应更多种类的燃料，如生物燃料、合成燃料和氢燃料。
3. 与电动车技术的结合：缸内直喷技术可以与电动车技术相结合，实现更高效的混合动力系统。
例如，通过将缸内直喷技术与电动机相结合，可以实现更高的燃油经济性和更低的排放。
4. 智能化和自适应控制：未来的缸内直喷系统将更智能化和自适应，通过采用先进的传感器和控制算法，实现更精准的燃油喷射和燃烧控制。
综上所述，缸内直喷技术在现代汽油发动机中的应用已经非常广泛，并且未来还有很大的发展空间。
通过进一步优化和与其他技术的结合，缸内直喷技术将继续为汽车提供更高效、更环保的动力系统。
简述发动机缸内喷射的优缺点
发动机缸内喷射技术是指将燃油直接喷射到气缸内，与进气混合的一种技术。
以下是这种技术的优缺点：
优点：
1. 燃油效率高：缸内直喷技术可以将燃油精准地喷入气缸内，与进气混合更加均匀，提高了燃油的燃烧效率，从而提高了燃油的经济性。
2. 动力性强：缸内直喷技术可以更好地控制燃油的喷射时间和喷射量，使得发动机能够在低转速下产生更大的扭矩，提高了发动机的动力性。
3. 排放控制效果好：缸内直喷技术可以通过精确控制燃油的喷射量和喷射时间来优化燃油的燃烧过程，从而减少废气的排放，提高了发动机的排放性能。
缺点：
1. 成本高：缸内直喷技术的技术含量较高，相关的零部件和控制系统也比较复杂，因此成本较高。
2. 对燃油品质要求高：缸内直喷技术需要使用高品质的燃油，如果燃油品质不佳，可能会导致发动机故障或性能下降。
3. 维护成本高：由于缸内直喷技术的零部件和控制系统比较复杂，因此维护成本较高。
总的来说，缸内直喷技术具有较高的燃油效率和动力性，但同时也存在成本高、对燃油品质要求高、维护成本高等缺点。
在实际使用中需要根据具体情况进行选择和应用。
缸内直喷技术
缸内直喷技术缸内直喷（GDI），就是直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。
优点是油耗量低，升功率大，压缩比高达12，与同排量的一般发动机相比功率与扭矩都提高了10%。
它的劣势是零组件复杂，而且价格通常要贵。
缸内喷注式汽油发动机与一般汽油发动机的主要区别在于汽油喷射的位置，普通电喷汽油发动机上所用的汽油电控喷射系统，是将汽油喷入进气歧管或进气管道上，与空气混合成混合气后再通过进气门进入气缸燃烧室内被点燃作功；而缸内直喷式汽油发动机顾名思义是在汽缸内喷注汽油，它将喷油嘴安装在燃烧室内，将汽油直接喷注在气缸燃烧室内，空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃作功，这种形式与直喷式柴油机相似，因此有人认为缸内直喷式汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。
喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。
同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。
因此有人认为缸内直喷式汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。
缸内直喷式汽油发动机的优点是油耗量低，升功率大。
空燃比达到40:1(一般汽油发动机的空燃比是14.7:1)，也就是人们所说的“稀燃”。
汽车缸内直喷技术Gasoline Direct Injection（GDI）在不同汽车品牌中各自有着不同的学名，比如奔驰CGI/ BlueDIRECT、宝马HPI、奥迪TFSI、大众TSI、通用SIDI、福特EcoBoost、丰田D4、本田Earth Dreams Technology （地球梦）、尼桑DIG、马自达SKYACTIV（创驰蓝天）、现代GDI等在近来各厂采用的发动机科技中，最炙手可热的技术非缸内直喷莫属。
这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已经大量使用在包含VAG、BMW、Mercedes-Benz、GM以及Toyota(Lexus)车系上。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
4·1.燃油供给和喷射系统
图 5 直喷式汽油机供油系统油路
4·1.燃油供给和喷射系统
• 燃油喷射系统中,喷油器的结构 形式对喷雾质量的影响很大 由 于汽油机的喷射压力远低于柴 油机,如采用多孔喷油器,其喷嘴 容易在工作中积碳堵塞,雾化分 层不好,燃烧时火焰传播不稳定, 因此GDI发动机上1般不采用多 孔喷油器 目前在GDI发动机上 得到广泛应用的是内开式旋流 喷油器,只有1个喷孔,工作油压 为5.0—10MPa,其内部设有燃 油旋流腔,它可以通过涡流比的 选择而实现较好的喷雾形态和 合适的贯穿度的配合,且喷束方 向便于调整,方便了在气缸内的 布置 图6为旋流式喷嘴结构简 图
3·1.分层燃烧缸内直喷
• 丰田D14发动机采用壁面阻挡型稀薄燃烧系 统 图1 当活塞运动到1定位置时,喷油器喷 出的油束到达与活塞顶部凹坑基本垂直的 壁面上,与壁面碰撞并飞溅 进气气流经过电 控涡流阀 E—SCV ,形成斜向进气涡流 空气 涡流运动使已蒸发的汽油蒸气和飞溅的油 滴沿壁面横向运动,促进缸内混合气的形成
1.缸内直喷技术概述
• 这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已 经大量使用在包含大众 含奥迪 、宝马、梅 赛德斯-奔驰、通用以及丰田车系上
• 各厂商缸内直喷技术英文缩写：大众：TSI、 奥迪：TFSI、梅赛德斯-奔驰：CGI、宝马： GDI、通用：SIDI、福特：GDI、比亚迪： TI
2.缸内直喷技术的工作原理
图6.旋流式喷嘴结构简图
4.2喷射模式
• GDI发动机燃油喷射模式可以分为单阶段喷 射模式和多阶段喷射模式
• 单阶段喷射模式是指在中小负荷时,燃油在 压缩行程后期喷入,实现混合气分层稀燃并 采用质调节以避免节流阀的节流损失,从而 使GDI汽油机达到与柴油机相当的经济性； 在大负荷和全负荷时,燃油在进气行程中喷 人气缸,实现均质预燃和燃烧,以保持汽油机 升功率高的特点
汽油机缸内直喷技术
汽油机缸内直喷技术通过实现更均匀的混合气分布，优化了燃烧过程。这有助 于提高燃烧效率，降低燃油消耗和减少污染物排放。
性能优化
通过精确控制燃油喷射的时间和量，汽油机缸内直喷技术可以实现更高的性能 输出。例如，通过优化燃油喷射的时间和量，可以提高发动机的扭矩和功率。
排放控制与净化
排放控制
汽油机缸内直喷技术通过精确控制燃油喷射和混合气形成，减少了污染物排放。 这有助于满足日益严格的排放法规要求。
02
汽油机缸内直喷工作 原理
燃油喷射与混合气形成
燃油喷射
汽油机缸内直喷技术将燃料直接喷入气缸内部，形成混合气 。喷油嘴将燃料喷成雾状，使其与空气混合，实现更均匀的 混合气分布。
混合气形成
在燃烧室内，雾状燃料与空气迅速混合，形成均匀的混合气 。混合气的形成对于实现高效燃烧和优化排放至关重要。
燃烧过程与性能优化
汽油机缸内直喷技 术
2023-11-08
目 录
• 汽油机缸内直喷技术概述 • 汽油机缸内直喷工作原理 • 汽油机缸内直喷技术应用 • 汽油机缸内直喷技术的挑战与解决方案 • 汽油机缸内直喷技术对汽车产业的影响 • 汽油机缸内直喷技术未来发展趋势与展望
01
汽油机缸内直喷技术 概述
定义与特点
01
02
03
术可以提供更大的动力输出，提高汽车的性能。
缸内直喷的优点与局限
• 降低噪音和振动：如前所述，缸内直喷技术可以降低发动 机的噪音和振动，提高驾驶舒适性。
缸内直喷的优点与局限
局限
技术成本高：缸内直喷技术需要更高的制造精度和更复杂的控制系统，因此制造成 本相对较高。
油品质量要求高：缸内直喷技术对于油品质量的要求也较高，如果使用不良的油品 会导致发动机性能下降和损坏。
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传统汽油机燃烧系统缺陷：
❖ 1.汽油机功率采用进气管节流的变量调节， 无法达到变质调节的精确性。
❖ 2.空燃比须在着火界限内，热效率低，若稀 混合气工作则热效率可提高。空燃比采用20 与27较14.8时热效率将相应提高8%与12%。
❖ 3.排气污染（CO、HC、NOx）严重。一般 汽油机的混合比范围正是排放较高的范围。 空燃比达23以上就可以实现低排放。
4
汽油机缸内直喷技术工作原理
❖ 直喷技术能使汽油机像柴油机那样具备较高的燃烧 效率，使燃油燃烧更充分，从而达到尽可能节省燃 油的目的。汽油缸内直喷技术是实现汽油在气缸内 分层燃烧的一种特有技术，而汽油分层燃烧又是实 现汽油稀薄燃烧的手段。
❖ 稀薄燃烧是提高汽油机燃油经济性的重要手段。缸 内直喷汽油机稀薄燃烧技术可以分为均质稀燃和分 层燃烧两种燃烧模式。
❖ 高压旋涡式喷油器,可提高燃 油的细微化程度
❖ 采用发动机负荷分段的控制方 式，可有效提高燃油的经济性 和动力性
❖ 采用两次喷油的控制方法
❖ 采用NOX催化反应器 12
Ⅱ 三菱— GDI技术
GDI发动机的喷油过程共分两个阶段，也就是两次喷油。
❖ 辅喷油阶段：在发动机运行进气行程时，发动机会进行一次 喷油，喷油的数量不大，这部分少量的汽油会汽化挥发吸收 热量的，这样就能降低汽缸内的温度，气缸内混合气密度增 大。所以这次喷油的后果在给气缸降温的同时，还可以提高 进气密度，让更多的空气进入到汽缸，而且能确保汽油跟空 气均匀的混合。
5
汽油机缸内直喷技术工作原理
❖ 在火花塞间隙周围局部形成具有良好着火条件的较 浓混合气（12~13.4），在燃烧室大部分区域是较稀混 合气，两者之间为了有利于火焰传播，混合气浓度 从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，这就是所谓的分 层燃烧。
❖ 汽油机分层燃烧可分为两大类：进气道喷射分层燃 烧方式和缸内直喷分层燃烧方式，以下主要介绍缸 内直喷分层燃烧方式。
14
Ⅱ 三菱— GDI技术
❖ GDI缸内直喷分层混合气燃烧主要依靠由火花塞处 向外扩展的由浓到稀的混合气，目前实现的方法有 3种：
❖ 1.借助于燃烧室形状的壁面引导方式 ❖ 2.依靠气流运动的气流引导方式 ❖ 3.依靠燃油喷雾的喷雾控制方式 ❖ 前两种方式有可能形成壁面油膜，是造成碳氢排放
高的主要原因；后一种方式则与喷雾特性、喷射时 刻关系密切，但控制起来比前两种要难。
15
Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
16
Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
❖ SIDI发动机汇集了缸内智能直喷、D-VVT电子可变双气门正 时以及最新的ECM发动机管理模块。
❖ SIDI双模直喷发动机的结构进行了大幅度调整，相比原先喷 入进气歧管的方式，SIDI发动机将多点喷射供油系统替换成 可变气门缸内直喷系统，这是将喷油嘴植入汽缸内，通过高 压将燃油雾化喷入汽缸内，并混合空气进行点燃，从而实现 缸内稀薄燃烧，由此提升了发动机效率。同时还具备优秀的 燃油经济性和更低的尾气排放。
9
Ⅰ梅赛德斯奔驰— CGI技术
梅赛德斯-奔驰全新一代E级轿跑车搭载的CGI发动机
❖ M-benz以新一代铝合金材质铸造而成的1.8L直列四缸CGI缸
内直喷涡轮增压引擎，以更为精准的缸内直喷供油技术，使
得引擎反应更为灵敏，并采取可变气门设计也能有效降低运
动阻力，具备低转速高扭力、低维修成本等优点。
10
大家好
1
汽油机缸内直喷技术
陈鹏
2
引言
❖ 汽油发动机须将汽油与空气形成的混合气送入气缸 并充分燃烧才能获得强大的动力，因此油气混合技 术是发动机的关键之一。一直以来汽油发动机的燃 料供给方式都采用“缸外混合”。
❖ “缸外混合”的缺点是喷油嘴离燃烧室有一定的距离, 汽油与空气的混合情况受进气气流的影响较大,并且 微小的油粒会吸附在管壁上,从而不能充分使用。
Ⅱ 三菱— GDI技术
❖ GDI全称是Gasoline Direct Injection。三菱很早就
开发了GDI发动机，是日系品牌中缸内直喷技术的
倡导者。三菱的GDI发动机通过稀薄燃烧技术，让
燃料消耗减少20%-35%，让二氧化碳排放减少20%，
而输出功率则比普通的同排量发动机10%。
11
Ⅱ 三菱— GDI技术 ❖ 弧顶型活塞及垂直向下的进气 道
地位的梅赛德斯奔驰提出了〝TrueBlueSolutions〞概念，以
象征地球颜色的蓝色，代表着M-Benz对于现今地球面临的
环保问题提出的解决方式，除了持续追求高性能之外，并兼
顾对于地球的环保友善性，强调环保节能的车辆也因此成为
众所瞩目的焦点。
8
Ⅰ梅赛德斯奔驰— CGI技术
❖ BlueEFFICIENCY利用高压喷油嘴直接将燃油注入引擎汽缸 内燃烧室，根据精密计算并辅以140 bar供油压力，可让稀 薄燃油与引进燃烧室内空气充分混合，进行均匀燃烧模式 (DEH，空燃比14.7:1)，达到最佳的燃烧效果。
状况由电脑自动控制稀薄燃
烧模式，同时实现分层燃烧
和均质燃烧。
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Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
❖ 主喷油阶段：第二次喷射是主喷油过程。当活塞即将达到发
动机压缩行程的上止点时，在火花塞点火主喷油。
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Ⅱ 三菱— GDI技术
❖ 缸内直喷（GDI）燃烧系统可实现分层混合气燃烧、 均质混合气燃烧以及均质混合气压燃燃烧，其中最 为核心的是分层混合气燃烧。
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常见的缸内直喷技术
❖ Ⅰ 梅赛德斯奔驰 —CGI技术 ❖ Ⅱ 三菱— GDI技术 ❖ Ⅲ 通用汽车— SIDI技术 ❖ Ⅳ大众和奥迪— FSI技术 ❖ Ⅴ大众和奥迪— TSI技术
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Ⅰ梅赛德斯奔驰— CGI技术
E 200 CGI BlueEFFICIENCY轿车
❖ 面对当前地球变暖的情况，在节能引擎科技始终居于领导者
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Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
❖ 缸内直喷技术发展到今天已
历经三代。第一代称为壁面
引导直喷型，利用缸内空气
流动使油气混合物成层，实
现了分层燃烧；第二代称为
按化学计量混合直喷型，以
理论空燃比混合燃料和空气，
实现均质燃烧；而通用的
SIDI技术则属于第三代直喷
技术，通过对发动机内植入
智能控制模块，可根据行车