汽车发动机直喷和增压技术解析

当燃油喷射到缸内后，喷油嘴安装的位置和不同的活塞顶部形状也影响燃气和 空气的混合质量，由于它们的工作温度相比于一般发动机要高，对于喷油嘴、缸体 和冷却系的要求也就要高一些。现在有些新型的缸内直喷发动机采用了散热效果更 好的铝合金缸体，在保证强度的同时，它们还采用了强化的冷却系统，使得发动机 拥有了更好的热效率。
燃油直喷技术的全称是发动机燃油缸内直喷技术，英文是Direct Injection，不同 的厂家的直喷技术有不同的称呼，例如奥迪的FSI，凯迪拉克的SIDI，奔驰的CGI，宝 马的HPI等等，虽然称呼不同，但是技术原理几乎是相同的，都是将燃油直接喷射到 缸内，而且喷油嘴直接由电脑决定喷油时机与份量，至于气门则仅掌管空气的进入时 程，燃油和空气混合的过程都在缸内进行。燃油直喷技术技术的好处就是在动力性显 著提高的同时可降低燃油消耗15%左右。
单 涡 轮 增 压 系 统
Fra Baidu bibliotek
废气涡轮增压是目前世界上使用最多的发动机技术，涡轮增压器(Tubro)实际上 就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮 (位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器 管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速 也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可 以增加发动机的输出功率了。
汽车发动机直喷和增压技术解析
燃油直喷技术
从目前源源不断的新车型来看，越来越多的新兴技术被应用在当今的发动机上， 燃油直喷技术技术和发动机增压技术是目前比较常见的发动机新技术。举个例子在 凯迪拉克的CTS以及奥迪车型的发动机上面都应用了燃油直喷技术技术，而大众目前 的众多车型已经搭载了TSI发动机，也就是兼具直喷和增压的发动机。 传统的发动机是将燃油喷入进气道，和空气充分混合后以可燃混合器的方式进入 燃烧室内然后，然后在活塞压缩行程的末端通过火花塞点燃剧烈燃烧，在这个基础 上发展起来了一系列进气歧管油电混合技术，虽然电子控制喷油量改善了早期化油 器不适应各种工况的不足，不过它也有一定的劣势，首先就是受进气流的影响使得 燃油和空气不能得到较好的混合，而且混合气体只能在气门开启的时候进入汽缸因 此电脑控制能力还是有限，这一切都影响了燃油的燃烧效率。
奔驰的CGI发动机
由于燃油和空间都在缸内混合，而且时间相当短暂，这就需要喷油嘴具备足够高 的压力，以达到高度雾化的效果，从而更好的进行油气混合，因此燃油直喷的技术 关键点就是高压喷油系统。
高压喷油系统主要可以分为发动机控制模块（ECU）、高压油轨、高压油泵和喷 油嘴四部分，其中ECU主要采集发动机数据，按照预定程序控制喷油时机和喷油量， 从而实现最高燃烧效率；而高压油泵则主要负责燃油的加压，高压油轨主要起均衡 各喷油嘴喷射压力的作用，而最终的喷油任务则由喷油嘴来执行。此外，还有多个 传感器提供燃油压力等信息，确保整个系统的高效率。
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编辑点评：
相信大部分消费者对于这两种技术都不陌生了，其中比较实际的例子就是不 少人问大众车型的TSI发动机是否可靠，因为消费者非常认可的大众汽车大部分 应用了涡轮增压和直喷技术，而从我们目前测试过的增压以及直喷车型来看，的 确比普通的自然吸气发动机的动力要强劲许多，在燃油性方面也更经济，因此只 需期待新技术的普及，保养维修也能像普通发动机那样方便实惠，这一天终究是 要到来的。
涡轮增压技术
目前常见的另一种发动机技术就是增压，主要工作部件是独立的增压系统，将空气 预先压缩然后再供入气缸，以期提高空气密度、增加进气量。由于进气量增加，可相 应地增加循环供油量，从而可以增加发动机功率。同时增压还可以改善燃油经济性。
最为常见的两种增压方式为机械增压和涡轮增压，其中接卸增压器是与发动机一 体的，它由发动机的曲轴带动增压器的叶片，因此会随着发动机的转速变化，机械 增压器的好处是由于结构简单，而且由于工作温度低因此不需要冷却系统，不过它 本身也有不少缺点，因为它需要靠发动机来带动工作，因此给发动机增加了负担， 因此会影响转速。现在搭载机械增压的典型车型就是奔驰C200。
涡轮增压要比机械增压的效率高，但是废气的温度较高，因此需加设冷却器，涡轮 增压器没有介入，排气也不顺畅，因此发动机的输出很弱，只有在达到一定的发动机 转速之后，涡轮增压器才能突然介入。为了改善涡轮的迟滞以及低速不运转的情况， 双涡轮增压、涡轮+机械增压的技术都应运而生了。
机械增压和涡轮增压结合起来使用，利用机械增压的低转速工作和涡轮增压的 高转速工作，兼顾了低速是的扭力输出和高速时的功率输出。大众的尚酷就应用了 此技术。而双涡轮增压就是在涡轮增压的基础上增加了一只低速涡轮，在发动机低 速的时候就可以驱动此涡轮产生足够的进气压力，保证在低转速和高转速下都能有 连贯的强劲动力。