第二届直喷增压发动机技术论坛

三、早燃问题研究
目前润英联正在进行镁成分的机油添加剂的试验，经过初步的试验结果，镁可有效 降低早燃倾向。 3.5严格控制曲轴箱压力和PCV通气量 采用电控PCV可精确控制曲轴箱压力，从而降低机油反串量，从而降低早燃倾向。 3.6加强气门鼻梁处的冷却 气门鼻梁处由于结构较薄，在燃烧中会形成高温点，故此处为积炭易出现的位置， 积炭为诱发早燃的原因之一，减少积炭可有效降低早燃倾向。 3.7加大排气背压 加大排气背压可促进废弃从气缸内排除，降低气缸内温度，从而降低早燃倾向。
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二、高压喷油系统
1.背景 为了应对汽油直喷发动机存在的PM/PN、早燃、油耗等问题，德尔福设计了400bar 的燃油喷射系统，并进行多次喷射。 2.成效 2.1有效鉴定排放物中的PM/PN 提高喷射压力，有效的提高了汽油在缸内的雾化效果，尤其是喷油终止时刻时的 雾化效果，使汽油可以充分燃烧，减少PM/PN的的排放。
更省油。
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三、早燃问题研究
1.研究背景 近年来，终端市场对发动机低速扭矩的需求越来越大，这对直喷汽油发动机产生 了巨大的挑战，其中非常重要一项就是早燃问题，低速大负荷工况下的早燃现象尤为突 出。 2.引起早燃的因素 早燃是指缸内燃烧早于点火正时，其主要原因为汽缸在压缩冲程过程中，局部温 度过高，引起油气在点火正时前燃烧。 3.有效降低早燃几率的方法 3.1减小油嘴孔径，加大喷射压力 前面提到过，减小孔径、加大喷射压力，可有效的提高汽油雾化效果，从而使油 气混合更均匀，稀释局部的过高温度。
第二届直喷增压发动机技术论坛 参会心得
动力总成研究院
目录
一、大众新技术 二、高压喷射系统 三、早燃问题研究
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一、大众新技术
1.研究背景 基于越来越严格的排放法规（PM和PN的要求），直喷汽油发动机也面临着PM、 PN超标的情况；并且由于终端市场对低俗扭矩的需求，汽油机的开发也面临着低俗高负 荷工况的早燃、爆震、超级爆震的风险；以及法规对油耗的要求越来越严格，为应对这 些困难，大众汽车首先在其Q5车型上应用了多项新技术。 2.双喷射系统 双喷射系统顾名思义，同时具备直喷系统和气道喷射系统。 2.1双喷射系统的特点： （1）减少颗粒物排放以及机油被燃油稀释的程度、减轻爆震倾向，对喷射次数和喷 射方式进行热力学优化。 （2）避免长时间气道喷射后喷嘴上形成燃油积炭，激活短时直喷，对油嘴进行冲洗 。 2
一、大众新技术
4 电控节温器 4.1结构
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一、大众新技术
4.2特点 电机控制的旋转滑阀取代节温器，可使暖机的速度更快，发动机的水温控制更精确 更迅速，从而达到发动机冷却适度同时降低摩擦减少燃油消耗的效果
5 缸盖与排气歧管一体化 5.1结构
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一、大众新技术
5.2技术特点 • 高负荷工况下取消保护涡轮的全负荷加浓工况，采用更稀的空燃比，从而改善燃油 经济性 • 在热管理系统中承担着很重要的功能，可以加快暖机和暖风速度，同时减少散热损 失，从而缩短氧传感器、三元催化和涡轮增压器达到最佳工作温度的时间
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二、高压喷油系统
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二、高压喷油系统
2.2有效减少早燃、爆震倾向 良好的雾化效果不再会导致缸内油气的局部温度过高，从而使燃烧更均匀，有效 的减少的早燃、爆震倾向。
50bar
200bar
400bar
2.3减低CO2的排放
目前汽车油耗的检测方式主要通过排放中的二氧化碳量进行推算，提高喷射压力， 油气燃烧更充分，可适当的提高动力性，这就意味着同样的动力性下，高压喷射系统可
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谢谢
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一、大众新技术
2.2双喷射系统工作模式
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一、大众新技术
起动模式 1.起动时缸内直喷 。 2.起动后怠速时在压缩 暖机模式 部分负荷与高负荷模式 应急预案 一旦其中的一套喷 射系统失效，另一套喷
暖机时在进气行程 1.暖机后（水温大于 和压缩行程中各一次缸 45ºC）部分负荷时气道
行程中三次缸内直喷 。 内直喷，同时推迟点火 喷射，油气混合较直喷 射系统接管，确保车辆
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三、早燃问题研究
3.2采用高滚流气道 增加滚流比可增加油气在汽缸内的流动速率，有助于提升热效率，并能均匀降低缸 内温度。 3.3减小高负荷空旷的气门重叠角 高负荷是早燃的高发工况，气门重叠角过大会导致进排气都不畅，从而引起缸内温 度过高，减小气门重叠角可有效降低缸内温度，从而降低早燃概率。 3.4使用低密度机油、合成机油 经过润英联常年的试验，表明目前机油添加剂中钙成分是增加早燃概率，但减少钙 成分会减低机油的清洁效果。含钙量高的机油易从活塞环间隙进入缸内形成结焦，导致 结焦处的温度高。 试验表明磷成分可有效降低早燃几率，但法规对机油中磷含量有严格要求，固无法 通过磷降低早燃几率。 14
提前角。 更充分，以达到快速高 运行 。 效燃烧的目的，同时可 以避免直喷方式高压油 泵的功率损耗 。 2.高负荷时在进气行程 和压缩பைடு நூலகம்程中各一次缸 内直喷 。
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一、大众新技术
3可变气门升程 3.1结构 目前主流的可变气门升程为一轴两凸轮形式，结构如下图所示：
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一、大众新技术
3.2米勒循环 3.2.1 背景 传统发动机的压缩行程压缩比与作功行程膨胀比(倒数)相同 ，提高膨胀比可以提高 发动机效率，但同时压缩比会相应提高 ，高增压发动机爆震倾向已经很明显，高压缩 比会加剧爆震，甚至造成早燃 。 3.2.2 技术特点 （1）提高几何压缩比（9.6-11.7）的同时使用可变进气门升程系统，在部分负荷工 况下启用 “小”进气凸轮，进气门在下止点前很早就关闭，进气量少，实际压缩比小 ，这样既避免了高压缩比带来的爆震甚至早燃的风险，又能降低油耗。而在作功行程， 正常的排气凸轮保持正常的大的几何膨胀比，动力大。 （2）高负荷时仍然切换回正常的进气凸轮工作，由于基本压缩比较高，因此需要通 过减少进气量/喷油量限制最大功率以保护发动机。 6