汽油机缸内直喷技术
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3
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。
6
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
7
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
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。
❖ 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，在火花塞点火之前，会有一定量
的汽油再次被喷出，这次喷射被成为主喷油。
13
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。
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。
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。
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
17
Ⅲ 通用汽Hale Waihona Puke Baidu— 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
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。
❖ 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。
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。
18
Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
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。
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
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。
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。
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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
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。
❖ 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，在火花塞点火之前，会有一定量
的汽油再次被喷出，这次喷射被成为主喷油。
13
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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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。
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。
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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
17
Ⅲ 通用汽Hale Waihona Puke Baidu— 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
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。
❖ 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。
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。
18
Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
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。
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
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。