缸内直喷发动机工作原理与检修
缸内直喷式发动机工作原理
缸内直喷式发动机工作原理缸内直喷式发动机是一种高效的内燃机，它通过将燃油直接喷射到气缸内部，利用高压喷雾和燃烧室的高温高压来进行燃烧，从而实现高效能量转化。
本文将从缸内直喷式发动机的工作原理、优势及应用进行详细阐述。
一、缸内直喷式发动机的工作原理1. 燃油喷射系统缸内直喷式发动机采用高压喷雾技术，通过高压泵将燃油压力提高到数百bar，然后经过喷油嘴被以高速喷射进入气缸内。
传统的喷油系统是将燃油喷射到进气道上方的气缸壁上，然后随着进气阀的打开，油气混合物进入燃烧室。
而缸内直喷式发动机是将燃油直接喷射到气缸内，这种喷射方式有助于改善燃油的混合均匀程度，提升燃烧效率。
2. 空气进气系统缸内直喷式发动机的进气系统同样经过改进。
由于直接喷射燃油到气缸内，需要保证气缸内空气的流动状况，提高燃油的混合均匀度。
通常采用缸内直喷式发动机的车辆会配置高性能的进气系统，例如涡轮增压、可变气门正时等技术，以提高进气效率。
3. 点火系统在缸内直喷式发动机中，点火系统同样经过了改进。
传统的分布式点火系统逐渐被直接点火系统所替代，直接点火系统可以更准确地控制点火时机，并释放更多的能量。
4. 燃烧和动力输出当燃油被高压喷射进入气缸内后，通过点火系统的点火，混合气体开始燃烧。
在高温高压的环境下，燃油能够更加充分地燃烧，产生更大的动力输出。
由于采用了高压喷射技术，燃油能更好地与空气混合，燃烧更加充分，热效率有所提高。
5. 排气系统缸内直喷式发动机同样配备了高性能的排气系统，通过合理的设计排气管路、增压器等技术，减少排气阻力，使废气排除更为顺畅。
二、缸内直喷式发动机的优势1. 高燃烧效率缸内直喷式发动机通过将燃油直接喷射进入气缸内，提高了燃油的混合均匀度，燃油得以更充分地燃烧，从而提高了燃烧效率。
2. 动力输出更稳定由于采用了高压喷射技术，缸内直喷式发动机的燃烧更加充分，能够释放更多的能量，使车辆的动力输出更为稳定。
3. 油耗更低由于燃烧更加充分，缸内直喷式发动机相对于传统的喷射方式能够实现更高的热效率，从而减少了油耗。
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。
缸内直喷式发动机工作原理
缸内直喷式发动机工作原理缸内直喷式发动机工作原理是指燃油直接喷射到发动机气缸内进行点火燃烧的一种燃油喷射系统。
相比传统的多点喷射系统，缸内直喷式发动机具有更高的效率和更低的排放。
缸内直喷式发动机的工作原理主要可以分为四个步骤：进气过程、压缩过程、燃烧过程和排气过程。
首先是进气过程。
缸内直喷式发动机通过进气门将空气吸入气缸中。
在进气过程中，喷油嘴关闭，不进行燃油喷射。
接下来是压缩过程。
当活塞向上运动时，气缸内的空气被压缩，增加气体的压力和温度。
在压缩过程中，也不进行燃油喷射。
然后是燃烧过程。
在活塞接近顶点时，喷油嘴通过高压燃油电磁阀喷射燃油直接进入气缸内。
由于汽油的挥发性，在活塞顶点附近的高压和高温条件下，燃油快速喷雾化并与空气混合。
由于直接喷射在气缸内，燃烧更加充分，提高了燃烧效率。
最后是排气过程。
在燃烧过程完成后，活塞向下运动，将燃烧产生的高温废气通过排气门排出。
排气门打开时，喷油嘴关闭，不再进行燃油喷射。
缸内直喷式发动机的主要特点是燃油直接喷射到气缸内，与空气混合后再点火燃烧。
相比传统的多点喷射系统，它具有以下优势：1. 提高燃烧效率：燃油直接喷射到气缸内，与空气混合更加均匀，燃烧更加充分，有效提高了燃烧效率，减少了能量的损失。
2. 减少燃油消耗：由于燃烧更加充分，缸内直喷式发动机可以在相同功率输出下使用更少的燃油，减少了燃油消耗，提高了燃油经济性。
3. 降低尾气排放：缸内直喷式发动机可以更准确地控制燃油的喷射量和喷射时机，使燃烧更加充分和彻底，减少了尾气排放，降低了对环境的污染。
4. 提高动力输出：燃烧更加充分和高效，使得缸内直喷式发动机可以在相同排量下提供更大的功率输出，提高了动力性能。
总之，缸内直喷式发动机的工作原理是通过燃油直接喷射到气缸内进行充分燃烧，从而提高燃烧效率、降低燃油消耗、减少尾气排放和提高动力输出。
这种喷射技术的应用，为汽车行业带来了更高效能和更清洁环境的发动机技术。
汽车发动机缸内直喷工作原理
汽车发动机缸内直喷工作原理汽车发动机缸内直喷技术是近年来迅速发展的一个重要创新。
这项技术通过将燃油直接喷射到汽车发动机缸内，以提高燃烧效率和动力输出。
在本文中，我们将深入探讨汽车发动机缸内直喷的工作原理，并对其优点和应用进行全面分析。
1. 汽车发动机缸内直喷的基本原理1.1 燃油喷射系统1.2 气缸压力控制1.3 气缸喷射时间控制2. 汽车发动机缸内直喷的优点2.1 燃烧效率提高2.2 排放污染降低2.3 动力输出增强3. 汽车发动机缸内直喷的应用场景3.1 高性能汽车3.2 环保型汽车3.3 高海拔地区使用4. 我对缸内直喷的观点和理解1. 汽车发动机缸内直喷的基本原理1.1 燃油喷射系统汽车发动机缸内直喷采用高压喷油器将燃油直接喷射到气缸内。
燃油经过高压喷油器，被分散成微小的颗粒，形成均匀的雾化状态，以便更好地与空气混合。
燃油喷射系统需要精确控制喷油量和喷油时间，以确保燃料完全燃烧。
1.2 气缸压力控制为了实现缸内直喷，发动机缸内需要较高的压力。
这可以通过提高燃油喷射器的工作压力来实现。
高压喷油器将燃油以高压喷射到气缸内，与进气的新鲜空气迅速混合。
1.3 气缸喷射时间控制缸内直喷需要准确控制喷油时间，以确保燃油和空气在适当的时间内混合。
Ecu通过精确的传感器测量进气量、发动机转速、油门位置等参数，以计算出合适的喷油时间。
2. 汽车发动机缸内直喷的优点2.1 燃烧效率提高通过缸内直喷可以实现更好的燃烧效率。
燃料直接喷射到气缸中，与新鲜的空气混合，形成更为均匀的混合气。
这种混合气在点火时更容易点燃，从而提高了燃烧效率。
燃烧效率的提高意味着能量的更充分利用，能够使车辆在同样的燃料消耗下获得更好的动力输出。
2.2 排放污染降低缸内直喷技术能够更好地控制燃料的喷射和燃烧过程，进而实现排放污染的降低。
通过喷油时间和喷油量的精确控制，可以使燃料更充分地燃烧，减少未燃烧的排放物质的产生。
燃油直接喷射到气缸中也减少了进气道中的积炭沉积，减少了发动机的污染。
简述缸内直喷汽油机的原理
简述缸内直喷汽油机的原理
缸内直喷汽油机是一种燃烧室内部直接喷射燃油的发动机。
它的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 进气阶段：汽缸内的活塞向下移动，使进气门开启，进入混合气。
此时，燃油喷射器关闭，只有空气通过进气道进入缸内。
2. 压缩阶段：活塞上升，压缩进入缸内的混合气。
这种压缩相对较高，确保了燃油完全燃烧。
3. 燃烧阶段：在活塞达到顶点的时候，燃油喷射器开始喷射燃油进入高压喷油器中，并喷射到燃烧室内。
喷油器通过压力和控制系统控制燃油的喷射量和喷射时间。
4. 排气阶段：燃烧后，气体产生高温高压，向外推动活塞下降。
此时进气门关闭，排气门开启，将燃烧后的废气排出缸外。
总体来说，缸内直喷汽油机通过直接喷射燃油进入燃烧室，使燃油可以更充分地与空气混合，提高燃烧效率和动力输出。
这种发动机具有燃油利用率高、动力强、排放少的特点，广泛应用于现代汽车。
汽车缸内直喷技术详解
汽车缸内直喷技术详解汽车缸内直喷技术是一种先进的燃油喷射技术，它将燃油直接喷射到汽车发动机的燃烧室内，而不是传统的喷射到进气歧管中。
这种技术可以提高燃油的燃烧效率，降低排放，提高动力性能，是现代汽车发动机技术的重要进步之一。
本文将对汽车缸内直喷技术进行详细解析，帮助读者更好地了解这一先进技术。
1. 汽车缸内直喷技术的原理。
汽车缸内直喷技术的原理是将燃油直接喷射到汽车发动机的燃烧室内，与传统的多点喷射技术不同，传统的多点喷射技术是将燃油喷射到进气歧管中，再通过进气阀进入燃烧室。
而汽车缸内直喷技术则直接将燃油喷射到燃烧室内，这样可以更加精确地控制燃油的喷射量和喷射时机，提高燃油的燃烧效率。
2. 汽车缸内直喷技术的优点。
汽车缸内直喷技术相比传统的多点喷射技术有许多优点。
首先，它可以提高燃油的燃烧效率，因为燃油直接喷射到燃烧室内，可以更好地与空气混合，提高燃烧效率，降低燃油消耗。
其次，汽车缸内直喷技术可以降低排放，因为燃油更加充分燃烧，排放更加清洁。
此外，汽车缸内直喷技术还可以提高动力性能，因为燃油更加充分燃烧，可以提供更大的动力输出。
3. 汽车缸内直喷技术的实现。
汽车缸内直喷技术的实现需要先进的喷射系统和控制系统。
喷射系统需要能够精确控制燃油的喷射量和喷射时机，以确保燃油能够充分燃烧。
控制系统需要能够根据发动机负荷和转速等参数实时调整喷射量和喷射时机，以提供最佳的燃烧效果。
此外，汽车缸内直喷技术还需要高压喷射系统，以确保燃油能够被有效地喷射到燃烧室内。
4. 汽车缸内直喷技术的发展趋势。
随着环保和动力性能要求的不断提高，汽车缸内直喷技术将会得到更广泛的应用。
未来，汽车缸内直喷技术将会进一步提高燃油的燃烧效率，降低排放，提高动力性能。
同时，汽车缸内直喷技术还将会与其他先进技术相结合，如涡轮增压技术和混合动力技术，以进一步提高汽车的燃油经济性和环保性能。
总之，汽车缸内直喷技术是一种先进的燃油喷射技术，它可以提高燃油的燃烧效率，降低排放，提高动力性能，是现代汽车发动机技术的重要进步之一。
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。
汽车构造-缸内直喷技术
一、缸内直喷技术的定义
缸内直喷技术，是指将喷油 嘴射在进排气门之间，高压 燃油直接注入燃烧室平顺高 效的燃烧。其精髓是通过均 质燃烧和分层燃烧实现了高 负荷，尤其是低负荷下的降 低油耗，提升动力的技术。
在2000~2013年期间，各汽车厂商所研制的发动机技术中，最炙手 可热的莫过于缸内直喷技术。这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已 经大量使用在大众（奥迪）、梅赛德斯-奔驰、通用及丰田车系上。尤以 大众（奥迪）技术最具代表性（FSI、TFSI、TSI）。
一个高压
缸外喷射示意图
缸内直接喷射汽油机与缸外喷射发动机的区 别
• 燃油泵提供所需的10MAP以上的压力将汽油
提供给位于气缸内的电磁燃油喷油器。然后通 过电控单元控制喷油器将燃料在最恰当的时间 直接注入燃烧室、通过对燃烧室内部形状的设 计让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充 分混合然后使火花塞周围区域能有较浓的混合 气、其他周边区域有较稀混合气、保证了在顺 利点火的情况下尽可能地实现稀薄燃烧。高压 喷油器是直接向气缸内喷射燃油的。而传统的 发动机喷油器是向进气道喷油的。这就是他们 最明显的区别。
高压油泵的结构原理与检修
供油过程：当柱塞向上运动 时，如果、燃油压力调节阀 不在通电，进油阀门则关闭 此时柱塞上方的油压高于出 油阀弹簧的压力，出油阀被 打开柱塞上方燃油被压入高 压油路中供油开始。
喷油器的结构原理与检修
压电式喷油器主要由向外打开式 喷嘴针；压电元件，和热补偿器三个部分 组成。压电元件通电后，膨胀使喷嘴针向外 伸出阀座，喷嘴针从其锥形针阀内向外压出。 因形成一个环状间缝。加压后的燃油经过该 环状间缝形成空心锥束。将燃油喷入燃烧室。 为了能够承受相应阀门开启升程门不同呈行 温度压电喷油器装有一个补偿元件。 压电喷油器可产生最高20mpa 喷射压力， 并使喷嘴针以极快的速度打开。这样可以摆 脱受气门开启时间限制。压力喷射油器与传 统喷射器有很大不同。内部不再有电磁线圈， 而是通过一个压电元件使喷嘴针移动。
摩托车用发动机的缸内直喷技术
摩托车用发动机的缸内直喷技术摩托车是一种广泛应用于日常交通和娱乐活动的交通工具。
与汽车相比，摩托车通常具有较小的尺寸和重量，因此对于发动机性能和燃油效率的要求更加严格。
为了提高摩托车的动力性能和燃油经济性，发动机技术一直在不断地创新和改进。
其中，缸内直喷技术成为摩托车工程师的一个重要研究方向。
本文将深入探讨摩托车用发动机的缸内直喷技术，包括其原理、优势和应用前景。
缸内直喷技术是一种在发动机的燃烧室内直接将燃油喷射进入缸内的燃油喷射技术。
与传统的缸外喷射技术相比，缸内直喷技术可以在燃烧室内实现更好的燃油空气混合，从而提高燃烧效率和动力输出。
它通过喷油嘴将燃油以高压喷入燃烧室内，喷油时间和喷油量可以根据发动机工况和驾驶者需求进行精确控制，从而提高燃料利用率和动力输出。
摩托车用发动机的缸内直喷技术具有许多优势。
首先，它可以提高发动机的燃烧效率。
由于燃油直接喷射到燃烧室内，燃料和空气混合均匀，燃烧过程更加充分，从而增加了动力输出和燃料经济性。
其次，缸内直喷技术可以减少尾气排放。
通过精确控制喷油量和喷油时间，缸内直喷技术可以合理调控空燃比，降低氮氧化物和颗粒物的排放。
此外，缸内直喷技术还能减少发动机的噪音和振动，提高驾驶的舒适性和稳定性。
缸内直喷技术在摩托车领域的应用前景广阔。
首先，它可以显著提高摩托车的动力性能。
由于燃油喷射更精确，燃烧效率更高，因此发动机的压缩比可以提高，进一步增加了动力输出。
其次，缸内直喷技术可以降低摩托车的燃料消耗。
通过合理的燃油喷射策略，摩托车发动机可以实现更好的燃料经济性，降低消费者的使用成本。
此外，缸内直喷技术还为摩托车的减重提供了可能。
由于燃油喷射更加准确，可以有效地减少燃油和喷油系统的重量，进一步提高了摩托车的整体性能。
然而，摩托车用发动机的缸内直喷技术在实际应用中还面临一些挑战。
首先，由于摩托车发动机通常较小且重量轻，缸内直喷技术的实现将面临更加严格的空间限制。
其次，燃油喷射的控制策略需要更加精确，以适应不同工况下的动力需求。
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。
缸内直喷工作原理
缸内直喷工作原理
缸内直喷是一种汽车发动机燃油喷射技术，在发动机活塞顶部附近的缸内直接喷射燃油。
它的工作原理如下：
1. 压缩冲程：在压缩冲程时，活塞向上运动，将进气气体压缩到缸内。
同时，缸内喷油器会将燃油以高压喷射到气缸内。
2. 燃烧冲程：当活塞到达燃烧冲程时，喷射进入气缸的燃油会立即形成一个混合气云。
在喷油器中使用的压力和喷油量的精确控制下，燃烧室内的空气与燃油的混合物达到理想的空燃比。
3. 点火：当活塞达到顶点位置时，点火器将在混合气云中产生一个火花，引发燃烧过程。
由于直接喷射技术，混合气云在燃烧之前与环境中的空气进行了更好的混合，这导致更高的燃烧效率和更低的尾气排放。
4. 排气：在燃烧冲程完成后，活塞再次向下运动，将燃烧产生的废气排出汽缸，进行下一个循环。
通过缸内直喷技术，燃料能够更有效地燃烧，发动机的燃油利用率得到提高。
缸内直喷还可以减少废气排放和燃油消耗，提高发动机的动力性能和经济性。
浅谈汽车发动机的缸内直喷技术
（０１）． ［２］金辉．曲轴位置传感器故障［Ｊ］．汽车维修，２００７（１２）．
作者简介：吴敏 （１９６７１０—），男，汉族，重庆人，本 科，教授，研究方向：汽车与电子工程技术。
燃料与新鲜空气导入发动机的气缸后压缩，再以火花跳火引爆 压缩的油气，利用爆炸的力量推动活塞，通过曲轴产生旋转的 机械能推动车辆。在这个过程之中，燃油与空气之间是否获得 最佳的混合效果与燃烧效果，将决定发动机输出效能的高低。
喷射发动机是由 ｆｕｅｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎ直译而来，正确的说法应 是燃料喷射发动机。而燃料喷射的位置在进气歧管当中，利 用喷嘴产生雾化的油气，与进气系统的新鲜空气进行均匀混 合后导人发动机。现行车辆所使用的歧管喷射系统是在 ２０世 纪 ８０年代开始导人的主动式供油技术，取代了原本机械式的 化油器被动供油系统。歧管喷射系统的供油喷嘴安装在进气 歧管上，在发动机的进气行程时喷射注入燃油，利用喷嘴产 生雾化的油气与进气系统的新鲜空气进行均匀混合后导入发 动机，作为发动机运作的燃料。
三、稀薄燃烧技术 为了达成节省能源的目标，科学家将空气与燃油的比例 大幅下降，发展出不同于传统的歧管直喷技术，这便是稀薄 燃烧技术。稀薄燃烧技术的原理：使用稀薄燃烧技术的发动 机，喷油嘴 的 位 置 不 再 位 于 进 气 歧 管 当 中， 而 是 置 于 气 缸 内，将燃油直接喷注于燃烧室。 汽车汽油发动机实现稀燃的关键技术归纳起来有以下三 个方面。一是提高压缩比。采用紧凑型燃烧室，通过进气口 位置改进使ห้องสมุดไป่ตู้内形成较强的空气运动旋流，提高气流速度； 将火花 塞 置 于 燃 烧 室 中 央，缩 短 点 火 距 离；提 高 压 缩 比 至 １３∶１左右，促使 燃 烧 速 度 加 快。 二 是 分 层 燃 烧。 如 果 空 气 与燃油的混合比达到 ２５∶１以上，按照常规是无法点燃的， 因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运 动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到 １２∶１ 左右，外层逐渐稀 薄。浓 混 合 气 点 燃 后，燃 烧 迅 速 波 及 外 层。为了提高燃烧的稳定性，降低氮氧化物 （ＮＯｘ） 的排放 量，此时采用燃油定时喷射与分段喷射技术，即将喷油分成 两个阶段：进气初期喷油，燃油首先进入缸内下部随后在缸 内均匀分布；进气后期喷油，浓混合气在缸内上部聚集在火 花塞四周被点燃，实现分层燃烧。三是高能点火。高能点火 和宽间隙火花塞有利于火核形成，火焰传播距离缩短，燃烧 速度增快，稀燃极限大。有些稀燃发动机采用双火花塞或者 多极火花塞装置来达到上述目的。
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。
发动机的缸内直喷技术与工作原理
发动机的缸内直喷技术与工作原理发动机是现代交通工具中不可或缺的重要组件，而其中的缸内直喷技术在汽车发动机领域中起着关键作用。
本文将介绍缸内直喷技术的工作原理以及其在汽车行业中的应用。
一、缸内直喷技术概述缸内直喷技术是指将燃油直接喷射到发动机缸内燃烧室中的一种燃油喷射技术。
相比传统的多点喷射技术，缸内直喷技术具有更高的燃油利用率和较低的尾气排放。
它通过控制喷油系统的喷油时间、喷油量和喷油方式，使燃油与空气更好地混合，从而提高燃烧效率和动力输出。
缸内直喷技术已成为现代汽车行业的主流技术，被广泛应用于各类汽车发动机中。
二、缸内直喷技术的工作原理1. 喷油系统缸内直喷技术的关键是喷油系统。
喷油系统由高压燃油泵、燃油滤清器、高压喷油器和电子控制单元（ECU）等组成。
高压燃油泵负责将燃油压力提升至较高的压力，以满足后续喷油的需求。
燃油滤清器可对燃油进行过滤处理，确保燃油的纯净度。
高压喷油器则负责将燃油以高压喷射进入发动机缸内。
2. 喷油方式缸内直喷技术有两种喷油方式：单脉冲喷射和多脉冲喷射。
单脉冲喷射是将一次全量的燃油在一个喷油周期内完成喷射，适用于低负荷工况下的发动机。
多脉冲喷射是将一次喷油分为多个小脉冲，通过多次喷油来实现更精细的燃油控制，适用于高负荷工况下的发动机。
3. 燃油与空气混合喷射到缸内的燃油会与进入缸内的空气混合，形成可燃气体。
为了确保燃油与空气更好地混合，缸内直喷技术通常采用了多个喷油孔和特殊喷油器设计。
优化的喷油孔和喷油器设计可以实现更好的燃油雾化和湍流效果，从而提高燃油与空气的混合质量。
4. 燃油点火最后，燃油与空气混合物被点火燃烧，产生高温高压的燃烧气体，推动活塞向下运动，从而驱动发动机工作。
缸内直喷技术能够实现更精准的燃烧控制，提高燃烧效率，减少尾气排放。
三、缸内直喷技术的应用缸内直喷技术在汽车行业中得到了广泛的应用。
它不仅可以提高燃油利用率和动力输出，还能减少尾气排放。
许多汽车发动机制造商都将缸内直喷技术应用于其发动机中，以提升产品竞争力。
汽车新技术之汽油机缸内直喷培训课件(ppt 45张)
4.缸内直喷技术现状
• 燃油供给和喷射系统 • 喷射模式 • 燃烧系统 • 缸内空气运动的组织
4· 1.燃油供给和喷射系统
• 现代的GDI发动机燃油供给系统设计，为了 达到分层稀薄混合气所要求的喷雾质量和 灵活的喷油定时，均采用了精度高、响应 快的柔性电控手段。高压共轨喷射系统加 电磁驱动喷油器被认为是满足缸内灵活喷 射要求的喷射系统之一。 • 该系统由低压输油泵、燃油压力传感器、 喷油压力控制阀、高压油泵、蓄压燃油轨、 喷油器等组成。
• 缸内直喷就是将燃油喷嘴安装 于气缸内，直接将燃油喷入气 缸内与进气混合。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。
图1.丰田D—4稀薄燃烧系统
3· 1.分层燃烧缸内直喷
• 三菱4G稀燃系统(图2)与丰田D一4系统相近。 进气采用立式进气道，能够产生强大的进 气气流，直接流入气缸，流速可达40m/s 一50 m/s，充气效果好，以保证高度的纵 向涡流及充气系统。活塞顶部的凹坑浅， 且壁面有一定的斜度。在部分负荷输出时， 油束与壁面碰撞后飞溅的油滴，随含有汽 油蒸气和细小油滴的气流斜向上运动(图2中 倒滚流)，被位于缸盖中部的火花塞点燃。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
汽油机缸内直喷技术
1.缸内直喷技术概述 2.缸内直喷技术的工作原理 3.缸内直喷技术特点 4.缸内直喷技术现状 5.缸内直喷技术的实际应用 6.缸内直喷发动机目前存在的问题 7.缸内直喷技术推广应用的主要问题 8.缸内直喷技术今后的研究开发方向
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。
缸内直喷技术
GDI发动机的喷油压力一般在 10-15MPa左右,以保证燃油雾化质量及合适的贯穿距离。高压油泵一般由安装 在进气凸轮轴上的 4山凸轮驱动,升程在 2.5-4mm之间,升程对高压油泵的选择十分重要,直接影响着冷起动时直 喷系统的建压时间,升程需根据发动机性能需求、滚轮挺柱寿命、驱动凸轮型线及制造工艺等因素综合设计,一般 3.5mm左右的升程即可满足使用需求。
直喷发动机燃油和空气混合主要有三种方式,即喷射引导、壁面引导和气流引导,具体见图中a、b、c所示。 发动机的喷油器设计在缸盖顶部,火花塞设计在发动机的侧面,此种方式称为喷射式引导,在火花塞周围易形成较 浓的混合气,这种布置方式比较适合于分层稀薄燃烧,具有较好的燃油经济性。壁面引导方式是喷油器侧置,火花 塞顶置,通过活塞顶部的特殊形状引导油束运动并与空气混合,此种方式可以在火花塞周围形成较大面积的可燃区 域。气流引导方式同样采用喷油器侧置、火花塞顶置的形式,利用进气时形成的滚流强化油气混合。壁面引导方式 和气流引导方式结构形式相似,多用于均质燃烧模式,可以由传统的 PFI发动机转化而来,可以实现与 PFI发动机 共用燃烧室及缸盖毛坯,是直喷系统的核心部件,喷油器在燃烧室内的布置方式、喷嘴结构形式、油束的喷雾形状都直接影响燃 油的雾化、油气混合及燃烧过程,最后影响发动机的性能。另外喷油器喷嘴置于燃烧室内,受燃油品质量影响较大。 如果燃油的油品质不好,燃烧不充分,极易生成积碳并堵塞喷嘴,影响喷雾质量及喷油器自身的寿命。
缸内直喷发动机的活塞顶面形状对燃烧室内气流的运动及混合气的形成有很大的影响,因此缸内直喷发动机都 将活塞作为关键部件进行重点的设计和开发。无论是壁面引导、气流引导还是喷射引导,都需要特殊的活塞顶面凹 坑相适应,从而达到较为理想的油气混合效果,形成油气浓度的均质分布或梯度分布,保证燃烧的顺利进行。
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大众FSI发动机分层燃烧技术示意图
大众FSI发动机分层燃烧技术解析
由于活塞顶部设计了一个利于成涡流的凹 坑，汽油喷射入活塞坑以后，可以向上运 动到火花塞附近，在火花塞附近形成一个 较浓的区域，有利于点火。当中心区域点 燃以后，放出的热量要大大高于火花塞点 火能量，因此就很容易引燃周边汽油浓度 较小的区域实现稀薄燃烧 。
（1）喷束引导法——燃油喷嘴靠近火花塞布置，火
花塞位于燃油喷束的边缘，这种方式的优点是保证当整个 燃烧室内为稀薄混合气时，火花塞周围仍能形成可供点火 的混合气浓度。 Ford、Honda等公司生产的某些机型。
（2）壁面引导法——燃油喷嘴远离火花塞布置，利
用特殊形状的活塞表面配合气流运动，将燃油蒸气导向火 花塞并在火花塞间隙形成合适浓度的混合气， MITSUBISHI、TOYOTA、NISSAN等公司开发的机型。
在三种运行模式中，燃料的喷射时间有所不同， 真空作用的开关阀进行开启/关闭来控制进气气流 的形态。
（1）分层充气模式
在分层充气模式下，过量空气系数为1.6~3的稀混 合气。 空气经过接近全开的节气门引入燃烧室。此时， 进气歧管阀将下部进气道完全关闭，这样吸入的 空气在上部进气道流动的速度就加快了，于是空 气会呈旋涡状流入气缸内。活塞上的凹坑会增强 这种涡旋流动效果，与此同时，节气门会进一步 打开，以便尽量减小节流损失。在压缩行程上止 点前约60°时，高压燃油以10-15MPa的压力喷入 到火花塞附近，混合气形成只发生在40°-50°曲 轴转角之间。
（3）气流引导法——同样是燃油喷嘴远离火花塞，
利用缸内有组织的气流运动来达到上述目的。 FEV、AVL等公司开发的机型。
5、GDI发动机的优点
与传统式汽油机比较：
（1） （2 ） （3 ） （4） 燃油经济性更好。 最高动力相似。 扭力更好，特别在低转速时。 有害的气体更少。
2、FSI发动机燃油供给系统基本组成
系统主要由低压电动燃油泵、燃油滤清器、 高压电动燃油泵、燃油计量阀、燃油轨、 燃油压力传感器、喷油器等组成。
FSI发动机燃油供给系统示意图
充气系统
FSI发动机采用的是类似柴油机工作方式将 高压汽油直接喷入气缸爆发燃烧以获得动 力。 相对于传统的汽油发动机而言，采用这种 工作方式后，由于汽油直接喷入每一个气 缸，结合稀薄燃烧技术，使汽油直喷发动 机在部分负荷范围内采用专门的充气模式 来工作成为了现实。
搞清几个概念：
（1）GDI（Gasoline （2）FSI（Fuel
Direct Injection ） 汽油直接喷射缸内直喷发动机 Stratified Injection ） 燃油分层喷射缸内直喷发动机
（3）TFSI（Turbo
Fuel Stratified Injection ） 带涡轮增压器的燃油分层喷射缸内直喷发动机
均质混合气模式工作过程
FSI发动机的燃油系统由低压系统和高压燃油系统 两部分构成。 在低压系统中，电动燃油泵把0.3-0.6MPa的燃油 经滤清器供应给高压泵，从高压燃油泵来的回油 直接进入燃油箱。低压系统中，发动机正常工作 时的工作压力为0.3MPa左右，起动时达到0.6MPa 左右的压力。FSI发动机一般是以单柱塞高压泵将 从低压系统中过来的低压燃油加压到10~15MPa， 然后送入共轨管，由共轨管再把燃油分配到各个 高压喷油器。共轨管设计的足够大，以至于可以 补偿在喷油时产生的轻微的压力波动。 为了能在较短的时间内喷出大量的燃油，FSI发动 机使用高达90V的直流电压来控制高压喷油器。
3.4 缸内直喷发动机工作原理与检修
教学内容： 1、GDI发动机 2、FSI发动机 3、TFSI发动机 4、TSI发动机
汽油喷射的三种技术
（1）化油器式汽油机 （2）进气管喷射电控汽油机 （3）缸内直喷电控汽油机
两种燃油喷射方式汽油机
缸内燃油喷射发动机的优点：
（1）脉冲增压可以实现。 （2）可采用更大的气门叠开角。 （3）进气管内无燃料沉积。 （4）进气管造型不受制约。 （5）可以提高压缩比。 （6）可以实现混合气分层燃烧。 （7）可直接冷却燃烧室部件。
FSI发动机的三种工作方式
分层充气模式 均质稀混合气模式 均质混合气模式
FSI发动机按照发动机负荷工况，可以自动选择工 作模式：
（1）在低负荷时为分层稀薄燃烧。 （2）在中间负荷状态时，采用均质稀混合气模式。 （3）在高负荷时则为均质理论空燃比（14.6-14.7）燃烧。
均质稀混合气模式工作过程
（3）均质混合气模式
在均质混合气模式下，过量空气系数为1左右的理 论混合气。 节气门开度按照油门踏板的位置来控制，在发动 机负荷较大且转速较高时，进气阀就会完全打开， 于是吸入的空气就经过上、下进气道进入气缸。 燃油在进气冲程中喷射，燃油和空气就有更充足 的时间来混合，并且可以利用空气的流动旋转的 涡流来击碎燃油颗粒，使之混合更加充分，均质 混合气易于燃烧，可不必借助涡流作用。
4、FSI发动机需要解决的问题
（1）NOX排放的控制。 （2）汽油中硫的处理。
FSI是目前大众主推的发动机技术
大众轿车FSI发动机
C6A6 Audi A6 L2.0T-直4-FSI发动机实物图
6、GDI发动机存在的问题
（1）中小负荷下未燃碳氢（UBHC）的排放较多 。 （2）空燃比不在当量比附近，目前成熟的三元催化技术 不能得到有效利用，因而NOx排放较高。GDI发动机较高的 压缩比和较快的反应放热率也会引起NOx升高。 采用了EGR技术解决这个问题。 （3）在低负荷、过渡工况和冷起动的情况下，GDI发动机 的微粒排放比进气道喷射发动机有明显增加。 （4）在理论要求的范围内控制分层混合气的组织和燃烧 较为困难。 （5）工况变化时（实现“早喷”和“迟喷”之间的平滑 过渡）所要求的喷射策略较为复杂，发动机负荷的“无级” 变化较难。 （6）气缸内的燃烧沉积物较多，使用高能点火，影响火 花塞寿命。 （7）喷嘴本身无自洁作用，容易结构污染。 （8）高压供油系统零部件的磨损较快、成本较高等。 （9）结构比较复杂，可靠性、耐久性有待进一步检验。 （10）维护保养不便。
大众FSI发动机两次燃油喷射示意图
大众FSI发动机两次燃油喷射工作过程
系统在一个运转周期内使用了两次燃油喷射。 （1）第一次喷射是在吸气行程的时候喷入部分汽 油，让汽油跟空气能有充分的时间混合。 （2）第二次喷射，是在压缩终了时活塞接近上止 点的时候喷入部分汽油，让火花塞周围形成较浓 的区域，利于点火。 在整个压缩过程中，活塞顶部都在形成强烈的涡 流，这样空气跟汽油就能混合得更均匀，燃烧更 充分。
三菱GDI发动机
燃油喷射状态
进气过程喷射
压缩过程喷射
涡流形成
3.4.2 FSI发动机
1、FSI发动机的分层燃烧技术
把燃油直接喷射到汽缸中去，以获得更好 的点火和燃烧条件。通过对燃烧室内部形 状的设计，让混合气能产生较强的涡流使 空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围 区域能有较浓的混合气，其他周边区域有 较稀的混合气，保证在顺利点火的情况下 尽可能的实现稀薄燃烧。而这种在不同区 域拥有不同混合气浓度的燃烧技术叫做汽 油机分层燃烧技术。
分层充气模式工作过程
（2）均质稀混合气模式
在均质稀混合气模式下，过量空气系数为1.55左 右的稀混合气。 在这种工作模式下，和分层充气模式一样，节气 门开度大，进气歧管关闭。燃油在进气冲程（点 火上止点前300°左右时）喷射，产生加速稀薄混 合气燃烧的纵涡流，形成混合气的时间也就比较 长，有利于形成均匀的稀混合气。
2、喷射模式
GDI分两步喷射的过程，第一步在进气冲程中喷 射汽油以降低气体温度，适应高压缩比；第二步 在压缩冲程后期喷射汽油，形成上面阐述过的层 状混合气形态。
单阶段喷射模式 多阶段喷射模式
（1）单阶段喷射模式
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入气 缸，实现均质预混合燃烧，以保持汽油机升功率 高的特点。
（2）多阶段喷射模式
多阶段喷射模式是指在进气行程中先喷入所需燃 料的1/4，形成极稀的均质混合气，其余燃料在压 缩行程后期再次喷入，形成分层混合气。 应用该技术可实现发动机从中小负荷到大负荷的 平稳过渡，降低气缸内的气体温度，抑制爆燃的 产生。
3、燃烧系统
GDI发动机燃烧系统按喷油器和火花塞的相对位置和混合 气的组织形式可以有3种类型：
（4）TSI（Twincharger（Fuel）Stratified
Injection ） 带机械增压器和涡轮增压器的燃油分层喷射缸内直喷发动机
3.4.1系统基本组成
系统主要由低压输油泵、燃油压力传感器、喷油 压力控制阀、高压油泵、蓄压燃油轨、喷油器等 组成。 广泛应用内开式旋流喷油器，只有一个喷孔，工 作油压为5.0-10MPa。
采用FSI技术，可实现空燃比等于30的稀混 合气模式，其节油效果最高可达20%。 因为在富氧环境中会产生大量的NOX，所以 稀薄燃烧技术的一个障碍是NOX的净化，为 了解决此问题，FSI 发动机配置了NOX存储 式催化净化反应器。
3、FSI发动机的优点
（1）燃油消耗率低。 （2）热效率高。 （3）废气再循环率高。 （4）压缩比高。 （5）优化超速切断效果。