汽油机缸内直喷技术..
缸内直喷技术(新技术) ppt课件
TSI
• 在国外大众的1.4T发动机上以及进口发动机，TSI代 表的是Twincharger Fuel Stratified Injection这几个单 词首字母的缩写，可以理解为双增压+分层燃烧+喷 射。
• 国内生产的1.4T发动机则省掉了机械增压和分层燃烧
，仅保留了涡轮增压和缸内直喷。
• 大众1.8/2.0TSI中的“TSI”则代表着Turbo Fuel Stratified Injection,可以理解为涡轮增压+分层燃烧+ 缸内直喷的意思，不过国内则省掉了分层燃烧。
传统多点燃油喷射
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在对能源和环保要求日趋严格的今天，传统多点燃 油喷射技术已不能满足人们要求，于是更为精确的燃油
喷射技术诞生，那就是缸内直喷技术。
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•
汽油机直喷技术是指发动机采取和柴油机相同的
喷射工作方式，直接向气缸内喷射汽油。因此也有人
认为汽油直喷技术就是将柴油机的形式移植到汽油发
• 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。
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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。
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2、进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧
在发动机转速低于3750 转/分 或发动机负荷低于40% 时， 进气歧管翻板是关闭的。 下部进气道被封闭，于是被吸 入的空气就会通过上部进气道 加速后呈紊流状流入燃烧室， 利于混合气的形成与雾化。
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
壁面形 成燃油 附着 ， 使未 燃 Ｈ 会 Ｃ的排 放极 度恶 化 。
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期
年应 用传 统涡 旋式 喷油 器和逆 向滚流技 术 。 功地 开 成 发 了第 一套商 业用 Ｇ Ｉ Ｄ 系统 。德 国大 众公 司 于 ２ ０ ００
年 向市 场 投 放 了 Ｆ Ｉ 缸 内直 喷 汽 油机 ；０ １年标 ｓ型 ２０ 志一 铁龙公 司开 发 了 Ｈ Ｉ 内直喷 系统 ，丰 田公 司 雪 Ｐ缸 推 出 Ｄ ４ 直喷式火花点火发 动机 。 比而言 。 －型 相 国内对 汽油机缸 内直喷技术的研究起 步喷 技 术原 理 ？ 问 请
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
后 期 开 始喷 油 ， 过 与燃 烧 系统 的合 理 配合 。 通 在火 花
油 导向火 花塞 。 在 火花塞 周 围形成 一定 适合 浓度 的 并
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一
汽油机缸 内直喷技术（ ＧＤＩ ）
刘 锦文 将 一个 循 环 中 的喷油 量分 两 次 喷 人气 缸 可 以很 好 的
、
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）
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。
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先进的发动机技术，它通过将汽油直接喷射到气缸内部，实现燃烧过程的高效率和精确控制。
本文将从原理、工作过程和优点三个方面进行详细介绍。
一、原理缸内直喷汽油机的原理主要包括喷油系统和燃烧系统两个部分。
喷油系统通过高压喷油器将汽油喷射到气缸内的气缸壁上，形成一个可燃混合气云；燃烧系统则通过点火系统，将混合气云点燃，产生爆炸力推动活塞运动。
二、工作过程缸内直喷汽油机的工作过程可以分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气阶段：活塞下行，气门打开，汽缸内形成负压，吸入空气。
2. 压缩阶段：活塞上行，气门关闭，汽缸内空气被压缩，温度和压力升高。
3. 燃烧阶段：在压缩末期，高压喷油器将汽油以高压喷射到气缸内，形成一个可燃混合气云。
点火系统点燃混合气云，产生爆炸力推动活塞下行。
4. 排气阶段：活塞上行，废气经排气门排出气缸，同时新的混合气云进入气缸。
三、优点缸内直喷汽油机相比传统的多点喷射汽油机有以下几个优点：1. 燃烧效率高：由于汽油直接喷射到气缸内部，喷油量和时间可以更加精确控制，使得燃烧更加充分，燃烧效率提高。
2. 动力输出强劲：燃烧效率提高，功率输出也相应增加，加速性能更好，动力更强劲。
3. 燃油经济性好：由于燃烧效率提高，缸内直喷汽油机的燃油经济性也相应提高，节省燃油消耗。
4. 减少尾气排放：缸内直喷汽油机喷油系统的精确控制，使得燃油燃烧更加充分，减少了尾气中的有害物质排放。
5. 提升动力响应速度：由于喷油直接进入气缸，响应速度更快，提升了动力的响应速度和驾驶的灵活性。
总结：缸内直喷汽油机是一种高效、高动力输出的发动机技术。
通过喷油系统和燃烧系统的精确控制，实现了燃烧过程的高效率和精确控制，提高了动力输出和燃油经济性。
在未来的发展中，缸内直喷汽油机有望成为汽车发动机的主流技术。
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。
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。
汽油机缸内直喷技术开创发动机新时代
此 外 ， 款 新 型 ６缸 发 动 机 还 使 这
喷入 燃烧 室 ， 而降低 了发动 机 的热 从
用 了 奥 迪 可 变 气 门 升 程 系 统 （ Ｓ） ＡＶ ，
量损 失 。 Ｆ Ｉ 动 机 配 备 了 按 需 控 制 的 燃 Ｓ发
维普资讯
新 枧 Ａ Ｍｌ ｌＮＣ 努 Ｕ ０ Ｎ ＡＥ Ｔ Ｂ ＴＮ ＯＬ Ｅ
汽油机缸 内直喷技术开创发动机新 时代
口吉林／ 车万华
奥 迪 轿 车 装 备 的 发 动 机 采 用缸 内直 喷 技 术 ， 种 缸 内 直 喷 发 动 机 被 这 称 为 汽 油 直 喷 式 发 动 机 （ Ｓ ）直 喷 ＦＩ，
油 供 给 系 统 ， 缸 ４只 气 门 ， 变 进 每 可 气 歧 管 以及 进 、 气 凸 轮 轴 连 续 可 调 排
装 置 。 汽 油 被 直 接 喷 入 燃 烧 室 ， 活 单 塞 高 压 泵 的 共 轨 高 压 喷 射 系 统 负 责 提 供 精 确 的 燃 料 ， 并 形 成 ３０～ ．
秒 级 精确 计 算注 入汽 油 量 的功 能 ， 大 大提 高 了 Ｆ Ｉ 动机 的压 缩 比 ， 也 Ｓ发 这 是 提高 发动机 效 率 的必要 先决 条件 。 例 如 ， 奥 迪 Ａ６ 轿 车 配 备 的 Ｌ
２８ Ｓ ．Ｌ Ｆ ＩＶ６缸 内 直 喷 发 动 机 ， 能 够 在 ５ ｏ ～ ０ Ｏ／ ｉ ５ ｏ ６ ０ ｒｒ ｎ时 输 出 １ ４ Ｗ 的 ａ ５ｋ 最 大 功 率 ， 并 在 ３ ０ ５ ０ ｒｍｉ ０ ０～ ０ Ｏ ／ ｎ的 宽转 速 范 围 内输 出 ２０ １ ８ Ｎ・１的 最 大 １
扭 矩 。 奥 迪 Ａ６ ． Ｆ Ｉ轿 车 仅 用 Ｌ ２８ Ｓ
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 ，
缸内直喷式汽油机工作
起动性能好，能实现分层燃烧。
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2、顶面弯曲活塞—引导空气产生进气涡流 和挤压高速旋转涡流，以便形成理想地分层 燃烧的可燃混合气。旋转涡流为“正向涡 流”，与传统的“逆向涡流”方向相反，有 利于混合气按浓稀方式层状分布，进行分层
高频、量化控制方式。
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喷油器可小型化，又缩短了“无效喷射 时间”，开启速度快，响应性好，计量 准确。所谓“无效喷射时间”—是因为 电磁线圈有一定的阻抗，故开启时间较 Tr管导通时间迟后，该时间无燃油喷出， 故针阀升起和座落与喷油脉冲宽度并不
吻合，故而需要改善。
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为此，喷油 器的检测方 式，应使用 专门的仪器 （MVT-2诊 断仪），以 防触电和逆 变电源过载。
控制燃烧过程。
传统式的电控喷射系统，因燃油质量的制约，压 缩比已难突破10：1的大关，还需要使用辛烷值 97#的汽油。而直喷式汽油机却能突破这个界限 值，使压缩比提高到12~13：1。且对汽油的辛烷
值无过高要求。究其原因如下：
（1）因吸入的空气量大幅度增加，进气冷却效 果较好。因而，使对“爆燃”的抑制作用也加大。
器可小型化。
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5、供油压力和喷油压力可变—其正常 油压值为：低压为300Kpa；高压为
5Mpa。当冷车起动时，为改善冷起动 性能和热起性能，50s秒内低压升高为
600Kpa；高压升高为10Mpa。
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6、为废气涡轮增压式缸内喷射汽油 机，充气效率将进一步提高，动力
性、经济性和净化性明显提高。
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3、我国上海大众和一汽大众己引进生产了“斯 克达-明锐”（SKODA-Octavia-1.8T-FSI）和 “迈腾”（Magotan-1.8T-FSI）缸内直喷式汽油 机乘用车，己经投入市场。随着汽车保有量和排 放污染物的骤增，以及社会环保法规要求的提升， 缸内直喷式汽油机将成为今后“时代的宠儿”。
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。
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。
浅谈基于汽油机缸内直喷技术的发展与排放研究论文
浅谈基于汽油机缸内直喷技术的发展与排放研究论文浅谈基于汽油机缸内直喷技术的发展与排放研究论文随着石油资源越来越紧缺和近年来全球汽车总保有量日益增多,环境污染加剧,所以G D I技术的发展就是对排放控制必然的结果。
因为汽油的燃烧效率低,所以各大汽车制造企业都在研究, 采用不同途径来改进汽油的作功效率。
经过4 0多年的发展, 喷油器位于进气岐管内的汽油喷射(PFI)发动机现被广泛使用,其特点是:利用三效催化器的化学反应,稀有金属铂、钯、铑等与CO、HC和NOx等进行氧化、还原作用,变成无害的H 2O 、CO2、N2气体,排放到大气中,从而达到降低污染的目的,该汽油喷射缺点是:燃油经济性较差。
针对上述技术的限制,工程师开发出GD I技术,该技术的优势在于:在PFI技术的低排放基础上, 同时兼备有柴油喷射的负荷高时,燃油经济优良的特点;因此,近些年来,G D I发动机在高、中档轿车上逐渐使用,随装车数量的增加,制造成本的下降,G D I发动机会成为主流技术的代表,得以广泛应用。
1 GDI发动机特点与传统P F I的区别是:G D I发动机在压缩冲程中,通过安装在汽缸顶部的喷油器,将高压的汽油喷人气缸中, 汽油分子与缸内空气充分接触, 通过吸收进入空气的热量,得以蒸发;与P F I发动机的汽缸壁面吸热相比,混合气的温度大为下降,因此,GDI发动机进气状况明显改善, 发动机燃烧时的爆震现象也大为降低。
GDI发动机在传统P FI发动机基础之上,在控制原理和发动机构造都采取方案优化, 从而实现了燃烧机理和混合方式得以改进,达到节能和减排。
2 缸内直喷发动机分类及混合气原理( 1 )分层燃油喷射汽油机。
G D I系统,因为燃油是分层燃烧( F u e lStratified Injection)故又称为FSI系统。
FSI系统的诞生, 实现了汽油机能像柴油机一样直接喷射燃油,并迅速混合点火燃烧。
分层燃烧比传统的P F I发动机的燃烧效率高,由于取消了传统的节气门, 实现了电子控制,节流损失也减少、发动机的升功率也得以提高。
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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Honda本田的缸内直喷汽油机 汽油发动机——2.0L i-VTEC I发动机
是Honda第一款实现了65：1超稀薄燃烧的直 喷式汽油发动机 ；OHC i-VTEC融合了 Honda独创的直喷技术新一代环保、运动型 发动机 ；直喷发动机使稀薄燃烧成为可能， 为降低油耗做出了贡献。
2. 汽油发动机实现稀燃的关键技术 ⑴提高压缩比
21世纪初，随着节能 环保的法规日益严格，发 动机朝着减小排量、轻量 化，拥有优秀的燃油积极 性的方向发展，于此同时 可变气门正时，废气涡轮 增压的技术的成熟，结合 缸内直喷技术的汽油发动 机逐步成为经济环保而又 不失驾驶乐趣，最具有发 展前途的发动机技术。 • 如今汽油发动机缸内 直喷技术已经进入实用化 阶段。生活中我们会在汽 车的尾部后备箱上看见 FSI、GDI以及CGI的标志 ，这就表明它是一款装配 了直喷发动机的汽车
• 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。
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。
三菱缸内喷注汽油机（GDI）
混合比达到40:1
采用立式吸气口方式，从气缸盖的上方吸气的独特方式产生 强大的下沉气流。这种下沉气流在弯曲顶面活塞附近得到加强 并在气缸内形成纵向涡旋转流。在高压旋转喷注器的作用下， 压缩过程后期被直接喷注进气缸内的燃料形成浓密的喷雾，喷 雾在弯曲顶面活塞的顶面空间中不是扩散而是气化。 这种混和气被纵向涡旋转流带到火花塞附近，在火花塞四 周形成较浓的层状混和状态。这种混合状态虽从燃烧室整体来 看十分稀薄，但由于呈现从浓厚到稀薄的层状分布，因此能保 证点火并实现稳定燃烧。
主要内容
• • • • • 引言 一、汽油机缸内直喷技术的发展 二、汽油机缸内直喷技术的工作原理 三、大众FSI发动机 四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原理
automobile ●engine
9
一、汽油发动机缸内直喷技术发展
• 为了提高汽油发动机的热效率，汽车工业在 20世纪50年代开始尝试制作缸内直喷点燃式发动 机即直喷汽油机，但是由于受到技术，成本和稳 定性的制约，再加上20世纪70年代末出现的进气 道喷射电控汽油发电机技术的日益成熟，导致直 喷汽油机一直没有被广泛应用。 • 20世纪90年代，汽油喷射系统的新技术—— 共轨高压喷油以及与其匹配的喷油器的应用，使 得直喷汽油机重新得到重视和开发。
•
与传统多点燃油喷射发动机相比， 汽油直喷发动机的主要优势
缸内直喷汽油机
• 大众FSI 发动机- Fuel Stratified Injection • 通用SIDI发动机- Spark Ignition Direct Injection • 奔驰CGI - Stratified- Charged Gasoline Injection • 三菱GDI发动机 - Gasoline Direct Injection • 宝马HPI发动机 - High Precision Injection
汽油机缸内直喷技术
主要内容
• • • • • 引言 一、汽油机缸内直喷技术的发展 二、汽油机缸内直喷技术的工作原理 三、大众FSI发动机 四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原理
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主要内容
• • • • • 引言 一、汽油机缸内直喷技术的发展 二、汽油机缸内直喷技术的工作原理 三、大众FSI发动机 四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原理
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
主要内容
引言
一、汽油机缸内直喷技术的发展
二、汽油机缸内直喷技术的工作原理
三、大众FSI发动机
四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原
理
二、汽油机缸内直喷技术工作原理
1. 稀燃式发动机
• 稀燃式发动机就是让汽油在很稀的混合状态下燃烧， 空燃比可达25:1甚至可达40:1
采用紧凑型燃烧室，通过进气口位置改进使缸内形成 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。
汽油发动机实现稀燃的关键技术 ⑵分层燃烧
如果稀燃技术的混合比达到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。浓混合气在缸内上部聚集在火花塞四 周被点燃，燃烧迅速波及外层实现分层燃烧。
传统多点燃油喷射
在对能源和环保要求日趋严格的今天，传统多点燃 油喷射技术已不能满足人们要求，于是更为精确的燃油 喷射技术诞生，那就是缸内直喷技术。
汽油机直喷技术是指发动机采取和柴油机相同的 喷射工作方式，直接向气缸内喷射汽油。因此也有人 认为汽油直喷技术就是将柴油机的形式移植到汽油发 动机上的一种创举。 • 。
•
Ⅰ
梅赛德斯奔驰— CGI技术
E 200 CGI BlueEFFICIENCY轿车
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%。
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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。