发动机缸内直喷原理解析
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。
驾校之家解析发动机缸内直喷原理
目录
• 缸内直喷技术概述 • 缸内直喷工作原理 • 缸内直喷技术的应用 • 缸内直喷技术的未来发展
01
缸内直喷技术概述
缸内直喷技术的定义
缸内直喷技术是指将汽油直接喷入气缸内，而不是传统的喷入进气歧管或化油器 。通过这种方式，汽油在气缸内与空气混合，形成可燃混合气，从而燃烧产生动 力。
缸内直喷技术利用高压喷射系统，将汽油以雾状形式直接喷入气缸内，与空气混 合，形成均匀的可燃混合气。
缸内直喷技术的历史与发展
缸内直喷技术最早可以追溯到20世纪初期，但直到21世纪初 才开始广泛应用于汽车发动机。随着技术的不断发展和改进 ，缸内直喷技术已经成为现代汽车发动机的主流技术之一。
缸内直喷技术的优点在于能够提高燃油效率、降低油耗、提 高动力性能和减少排放。随着环保意识的提高和燃油经济性 的需求，缸内直喷技术将继续得到广泛应用和改进。
缸内直喷技术的优点与缺点
优点
缸内直喷技术能够提高燃油效率，降低油耗，提高动力性能，减少排放，同时 能够更好地适应不同的驾驶需求和行驶条件。
缺点
缸内直喷技术的制造成本较高，维修保养成本也相对较高。此外，缸内直喷技 术对油品质量要求较高，如果使用劣质油品可能会对发动机造成损害。
02
缸内直喷工作原理
燃油喷射过程
后处理系统
为了进一步降低排放，缸内直喷 发动机通常配备有后处理系统， 如三元催化器和颗粒捕集器等， 以对废气进行净化处理。
03
缸内直喷技术的应用接喷 入汽缸内，与空气混合燃烧，减 少了燃油在进气歧管中蒸发损失，
提高了燃油效率。
动力性能提升
缸内直喷技术能够实现分层燃烧， 使得汽油充分燃烧，提高了发动机 的功率和扭矩，从而提升了动力性 能。
缸内直喷名词解释
缸内直喷名词解释缸内直喷是一种汽车发动机燃油喷射技术，即将燃油喷射到汽车发动机的燃烧室内，从而实现更高效、更环保的燃烧。
本文将从原理、优点、缺点、应用等角度全面解释缸内直喷技术。
一、原理缸内直喷技术是指将燃油直接喷射到汽车发动机缸内，而不是传统的喷油嘴将燃油喷射到进气道上。
缸内直喷技术通常采用高压喷油系统，将燃油以高压喷射到发动机缸内的燃烧室内，与空气混合后点火燃烧，从而产生动力。
二、优点缸内直喷技术相比传统的喷油嘴喷射技术有以下优点：1.更高效的燃烧缸内直喷技术可以将燃油直接喷射到燃烧室内，与空气混合更加均匀，从而实现更完全的燃烧，提高燃油利用率。
2.更低的排放缸内直喷技术可以更好地控制燃烧过程，减少未燃尽的燃料和有害气体的排放，从而更加环保。
3.更高的动力输出缸内直喷技术可以更好地控制燃烧过程，从而提高发动机的动力输出和响应速度。
4.更低的噪音缸内直喷技术可以更好地控制燃烧过程，从而减少噪音和振动。
三、缺点缸内直喷技术相比传统的喷油嘴喷射技术也存在以下缺点：1.成本较高缸内直喷技术需要采用更高压力的喷油系统和更复杂的控制系统，从而成本较高。
2.维护困难缸内直喷技术的高压喷油系统和控制系统较为复杂，维护和修理难度较大。
3.易受污染物影响缸内直喷技术的高压喷油系统和喷油嘴容易受到污染物的影响，从而影响喷油效果。
四、应用缸内直喷技术已经广泛应用于汽车发动机中，尤其是高端汽车和跑车中。
随着环保要求的提高和技术的不断进步，缸内直喷技术将会得到更广泛的应用。
总之，缸内直喷技术是一种先进的汽车发动机燃油喷射技术，具有更高效、更环保、更高动力输出、更低噪音等优点。
虽然存在成本较高、维护困难、易受污染物影响等缺点，但随着技术的不断进步，缸内直喷技术将会得到更广泛的应用。
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。
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(新技术)
•
无论是从节能和减排的角度,还是从提高汽油
机动力性能的角度来看,现代缸内直喷式汽油机在
进气道喷射技术的基础上,又将汽油机技术向前推
进了一大步,从而成为世界汽油机发展历史上又一
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.
• 在最大扭矩上,是3.2升FSI的330牛米对原机型 的290牛米,4.2升FSI的440对原机型的420牛米 .
燃油喷射发生在进气冲程中.
三、关于TSI、TFSI
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.
• 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.
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.
•
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。
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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4
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”。
解析发动机燃油喷射技术
解析发动机燃油喷射技术发动机燃油喷射技术主要有三种：进气歧管喷射技术/ 缸内直喷技术/ 复合喷射技术，其中最为广泛的是缸内直喷技术，又称为GDI。
缸内直喷发动机的工作原理工作原理：将喷油器的开口置于燃烧室内，将燃油直接喷到气缸，并与进气口进入的空气混合，需要控制气缸内部的压力大小，其对于喷油器采用较大的压力，加强燃油雾化效果，还可以通过对喷油嘴的形状和位置的设计来加强雾化的效果，且提高混合气的混合均匀度，还能提高对于燃油的充分燃烧效率，减小有害气体的排放。
缸内直喷发动机的控制系统缸内直喷发动机电控系统：空气供给系统、控制系统、燃料供给系统。
空气供给系统：其作用是通过发动机的负载情况，确认发动机的空燃比，计算该工况下燃烧室的空气进入量，适应这种情况下空燃比的要求，其中节气门和空气流量计对于精确控制空气供给量的作用非常关键。
空气流量计由于测量方式的差异，细分为热线式、卡门卧式和板式。
节气门体的功能是调节气缸的空气进入量，由节流阀、节气门驱动机构、节气门开度传感器组成。
燃料供给系：其作用是通过 ECU 综合相关输入信息的方式计算这种工况下的空燃比，准确控制燃料供给量的喷射时间和大小，由燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、喷油器、调压器构成。
燃油泵的功能是把燃料按提前设置的流量和压力向喷油器供油。
调压器用来确保进气管压力和供给喷油器的燃油压力之间的差异为定值。
喷油器的功能是通过 ECU 输出的控制信号，并采用调整针阀的开启时间来控制喷油量。
控制系统：由传感器、执行器、电控单元组成。
传感器的功能是测量发动机工作的各种状态参数，且把感知的信息传送给 ECU 来判断处理，作为ECU 计算控制信号的控制依据和信息基础。
ECU 对各种传感器输入的信号来分析判断，得出发动时工作的真实状态，由此计算该工况下的最佳喷油时刻、喷油量、点火时刻，并向执行器传递控制指令和策略来完成控制任务。
执行器要实现对应的控制功能需要获取较大的功率输出，一般是靠模拟电路驱动达成，而电控单元发出的控制信号通常是数字量，那么要将数字量控制指令转换为模拟量信号，要加入数字/模拟转换电路来转换，在放大后驱动执行器工作。
缸内直喷原理及应用
机的研制成功令全世界的汽车制造商和发动
机制造商瞠乎其后，于是世界车坛掀起了
GDI发动机研制开发利用热潮。从此，汽油
机的发展又迈出新的一步，这也将推动世界
汽车工业的发展。
日本
对于GDI发动机的研制开发与利用，日本
三菱汽车公司处于领先地位，1997年先后又开
了GDI发动机的研制开发。
日本三菱汽车公司于1996年研制成功GDI发动
机，并将其装在Galant牌汽车上，于同年8月投放
日本汽车市场。1997年装备同样发动机的中级轿车
Garisma进入西欧市场，该发动机排量为1.8L，功
率为88kW，100km油耗为5L左右，发动机价格较
原先略有上涨。三菱汽车公司计划在最近几年内将
2、缸内直喷技术之应用-GDI发动机
GDI发动机简称汽油直接喷射发动机，是近年来国外内燃机研究与开发的热点。专家认为，汽油机直喷技术的出现，使汽车发动机技术进入了一个崭新的时代，它在21世纪有取代传统的汽油机和柴油机的趋势，成为轿车最理想的动力装置。
传统的汽油发动机是将汽油喷射到进气管
德国
大众汽车公司开发的GDI发动机在1997
年法兰克福汽车博览会上获得好评。奥迪汽
车公司也展出了1.2L的三缸GDI发动机。奔
驰汽车公司于1997年底投资近1亿马克，全
面起动GDI研究项目，在2001年或2002年推
出GDI发动机，并认为欧洲汽车装用的GDI发
省却了复杂的高压喷射系统。GDI发动机能用稀燃技
术，空燃比可高达40：1，甚至最高可达100：1，使
得功率和转矩均高于传统汽油机，油耗、噪声及二
驾校之家解析发动机缸内直喷原理
直线运动如何变旋转运动？
我们都知道，气缸内活塞做的是上下的直线
运动，但要输出驱动车轮前进的旋转力，是 怎样把直线运动转化为旋转运动的呢？其实 这个与曲轴的结构有很大关系。曲轴的连杆 轴与主轴是不在同一直线上的，而是对立布 置的。
这个运动原理其实跟我们踩自行车非常相似，
我们两个脚相当于相邻的两个活塞，脚踏板 相当于连杆轴，而中间的大飞轮就是曲轴的 主轴。我们左脚向下用力蹬时（活塞做功或 吸气向下做运动），右脚会被提上来（另一 活塞压缩或排气做向上运动）。这样周而复 始，就有直线运动转化为旋转运动了。
而缸内直喷是直接将燃油喷射在缸内，在气
缸内直接与空气混合。ECU可以根据吸入的 空气量精确地控制燃油和喷射量和喷射时间， 高压的燃油喷射系统可以是使油气的雾化和 混合效率更加优异，使符合理论空燃比的混 合气体燃烧更加充分，从而降低油耗，提高 发动机的动力性能。
这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已经
如何是实现分层燃烧？
如TSI发动机是怎样实现分层燃烧的？首先，
发动机在进气行程活塞移至下止点时，ECU 控制喷油嘴进行一次小量的喷油，使气缸内 形成稀薄混合气。
在活塞压缩行程末端时再进行第二次喷油，
这样在火花塞附近形成混合气相对浓度较高 的区域（利用活塞顶的特殊结构），然后利 用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混 合气，从而实现气缸内的稀薄燃烧，这样可 以用更少的燃油达到同样的燃烧效果，进一 步降低发动机的油耗。
发动机的排量、压缩比
活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容
积称为气缸排量；发动机所有气缸排量之和 称为发动机排量，通常用升（L）来表示。如 我们平时看到的汽车排量，1.6L、2.0L、 2.4L等等。其实气缸的容积是个圆柱体，不 太可能正好是整升数的，如1998mL、 2397mL等数字，可以近似标示为2.0L、2.4L。
高压缸内直喷发动机燃油喷射系统综述
高压缸内直喷发动机燃油喷射系统综述高压缸内直喷发动机燃油喷射系统已经成为了现代汽车发动机的重要组成部分。
它的寿命长、燃油效率高和能够满足更严格的环保法规，使得它成为了人们追逐的目标。
高压缸内直喷发动机燃油喷射系统的主要工作原理是将高压燃油直接喷射到汽缸内，使燃油能够更加充分地与空气混合，从而提高燃烧效率，并且减少了有害的废气排放。
该系统包括燃油泵、高压燃油喷嘴、喷油器控制器、传感器等各种组件。
燃油泵是高压缸内直喷发动机燃油喷射系统中的主要部件。
它通过抽取汽车燃料箱内的燃油将燃油压力升高到极高的压力，并将燃油传送到喷嘴。
高压燃油喷嘴是控制燃油喷射的重要组成部分，它能够使高压燃油更好地喷洒到燃烧室中。
喷油器控制器是连接燃油泵和高压燃油喷嘴的主要部件，能够精确地控制燃油喷射的时间和数量。
传感器是高压缸内直喷发动机燃油喷射系统中的另一个重要组成部分，能够实时监测发动机的状态，并将数据传输给喷油器控制器。
例如，传感器可以监测空气流量、进气温度、爆炸室压力和其他关键参数，从而使喷油器控制器能够智能地调节燃油喷射的时间和数量，提高燃烧效率。
高压缸内直喷发动机燃油喷射系统与传统的喷油系统相比有很多优点。
高燃油效率、更清洁的排放和更好的动力响应是其最显著的优点。
此外，高压缸内直喷发动机燃油喷射系统还可以降低噪音和振动，并减轻发动机的负担，提高其耐久性。
然而，高压缸内直喷发动机燃油喷射系统在一些方面也存在一些缺点。
例如，它比传统喷油系统更加复杂且需要更高的精度和质量控制。
此外，它也有可能遭受喷嘴堵塞、泵故障和其他可能导致发动机故障的问题，需要更加频繁的维护和检修。
综上所述，高压缸内直喷发动机燃油喷射系统是现代汽车发动机中不可或缺的技术之一。
它的优点是显而易见的，但由于其技术上的复杂性，需要投入更多的时间和资源来维护和保养。
随着技术的不断发展，相信高压缸内直喷发动机燃油喷射系统将会在未来继续发挥其重要的作用。
高压缸内直喷发动机燃油喷射系统是一个高性能的技术，其对于汽车的燃油效率和排放水平都有着显著的提升作用。
汽车发动机缸内喷射发动机的原理精品PPT课件
• ③ 加装燃烧压力传感器。汽油机的压缩比在提高
到10以上时，为了防止汽油机出现爆燃现象，在燃烧室内 加装了燃烧压力传感器，使燃烧室内的燃烧状态及时反馈 到ECM（电子控制器），ECM根据预先设定的数据对喷 油及点火进行调整，使汽油机各项性能指标均保持在最佳 状态。 • ④ 采用大口径喷油器，通过提高燃油系统压力，使燃油 能在设定时刻准确无误地充分喷入燃烧室内。 • ⑤ 氧传感器的重新研究开发。为了保证燃烧的稳定性， 稀薄燃烧系统严格要求进气涡流的组织、喷油定时和各工 况下的空燃比控制。采用测量范围较宽的新型氧传感器， 通过PID（比例-积分-微分）调节来对空燃比进行闭环反 馈控制。
三代汽油机工作方式及优缺点对比
缸内喷射（GDI）
进气道喷射
化油器
喷油方式
缸内直喷
进气道喷射
无
混合气形 均质或者分层稀薄混合气 成
均质混合气
均质混合气
空燃比范 围
12～50，甚至更高
化学计量比14.7
12～17
充气效率
较高（中小负荷时取消节气 门量、调节负荷方式可 以显著降低进气节流损 失，燃油汽化冷却进气）
• 日本丰田、三菱、本田，美国福特，德国奔驰等许多国外 汽车公司和研究机构都开发了比较成熟的GDI机型和产品。 这些GDI机型，除了福特、Fiat、Isuzu等生产的少数机型 仍采用单一的均质预混燃烧模式外，大都根据汽油机的不
同工况而采用了不同的混合燃烧模式。广泛使用的是内开
式螺旋喷油器，中小负荷区域通过压缩行程后期喷油和燃
• 缸内喷射发动机供给各缸的混合气成分不均匀，在汽油机中只要形成 火焰，在火焰的传播过程中，即使是相当稀的混合气，也能正常燃烧。 为了提高稀薄燃烧界限，可采用分层充气燃烧，以保证在空燃比大于 20的条件下在火花塞周围形成易于着火的较浓的可燃混合气（空燃比 在12～13.5），而在周边区域和燃烧室的大部分区域是较稀混合气或 空气。
缸内直喷发动机原理
缸内直喷发动机原理直喷发动机的产生，必然拥有其最本质的原因，这使我们不得不追溯现代发动机的发展，并且我们深知现代内燃机的发展方向，应该是更低的燃油消耗和有害气体排放，这样一来，发动机能量转化的效率自然也就很高了。
换位思考，假设我们是发动机设计师，很容易就能够想到实现上述目的的方法，比较务实的途径有三，要么控制进气，要么控制喷油，要么油气一起控制。
控制进气的方法深入之后，便孕育出了许多先进技术，诸如当今日系车主打的可变气门正时技术，可变气门升程技术，等等。
控制喷油这一途径更容易举出实例，从化油器燃油供给系统到现已普及的电控喷油系统就很能说明问题。
缸内直喷技术，我认为应该把它归为第三类，它来源于稀薄燃烧，这是一种让一定量的燃油在过量的空气中燃烧的技术，它的目的是为了让燃烧更加充分，从而达到省油的目的。
若想省油，说起来似乎很简单，少喷油便可以，但是少到什么程度才合适，才能在保障动力性能不受太大影响的前提下，实现燃烧效率的最优化呢？众所周知，理论空燃比是保证气缸内的混合气能够被点燃的前提，其数值是14.7，当实际空燃比超过理论值时，我们假设达到了25，这时燃油浓度很低，便很难被点燃，仅靠提高点火能量是远远不够的。
但是我们设想一下，如果此时在火花塞附近的燃油浓度比较高，能够达到理论空燃比，那么此时这团较浓的混合气就变的极容易点燃，而如果用这个较浓的混合气去点燃其它的混合气，显然也是很容易的，这种点火方式就是分层燃烧，所谓分层便可以理解成是在气缸内产生混合气的浓度梯度，如何形成较明显的浓度梯度，成为我们提出的下一个问题。
不难想到，在一个玻璃杯中装满清水，假设杯子就是气缸，水就是被吸入的空气，如果这时滴入几滴墨水，便可以清晰的看到，墨水还没来得及被水稀释时，杯口处的清水已慢慢变色，但杯底却没有受到影响，依然清澈。
发动机的缸内直喷技术便与其类似，杯中的清水是在进气冲程中吸入的新鲜口空气，墨水就是燃油。
然而，采用缸外喷射的发动机，燃油喷射在进气歧管内完成，情况则完全不同。
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发动机缸内直喷原理解析
随着对能源和环保的要求日趋严格，发动机也要不断升级进化，才能满足人们的需求。
如时下的“缸内直喷”、“分层燃烧”、“可变排量”等名词相信大家并不陌生，到底它们的工作原理是怎样的？下面我们一起来了解一下吧。
● 活塞、曲轴是最“累”的？
发动一运转，活塞的“头上”就要顶着高温高压，不停地做高速上下运动，工作环境非常严苛。
可以说活塞是发动机“心脏”，因此活塞的材质制作精度都有着很高的要求。
而被活塞踩在“脚下”的曲轴也不好受，要不停地做高速旋转运动。
曲轴每分钟要旋转数千次，肩负着带动机油泵、发电机、空调压缩机、凸轮轴等机构的艰巨任务，是发动机动力的中转轴，因此它也比较“壮”。
● 直线运动如何变旋转运动？
我们都知道，气缸内活塞做的是上下的直线运动，但要输出驱动车轮前进的旋转力，是怎样把直线运动转化为旋转运动的呢？其实这个与曲轴的结构有很大关系。
曲轴的连杆轴与主轴是不在同一直线上的，而是对立布置的。
这个运动原理其实跟我们踩自行车非常相似，我们两个脚相当于相邻的两个活塞，脚踏板相当于连杆轴，而中间的大飞轮就是曲轴的主轴。
我们左脚向下用力蹬时（活塞做功或吸气向下做运动），右脚会被提上来（另一活塞压缩或排气做向上运动）。
这样周而复始，就有直线运动转化为旋转运动了。
● 发动机飞轮为什么这么大？
都知道活塞的四个行程中，只有一次是做功的，进气、压缩、排气三个行程都需要一定的力量支持才能顺利进行，而飞轮在这个过程中就帮了很大的忙。
飞轮之所以做得比较大，主要是为了存储发动机的运动能量，这样才能保证曲轴平稳的运转。
其实这个原理跟我们小时候的陀螺玩具差不多，我们用力旋转后，它能保持相当长时间的转动。
● 发动机的排量、压缩比
活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量；发动机所有气缸排量之和称为发动机排量，通常用升（L）来表示。
如我们平时看到的汽车排量，1.6L、2.0L、2.4L等等。
其实气缸的容积是个圆柱体，不太可能正好是整升数的，如1998mL、2397mL等数字，可以近似标示为2.0L、2.4L。
压缩比，即发动机混合气体被压缩的程度，气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比来表示。
为什么要对气缸的混合气体压缩呢？这样可以让混合气体更容易、更快速的完全燃烧，从而提高发动机的性能和效率。
● 什么是可变排量？如何改变排量的？
通常为了获得大的动力，需要把发动机的排量增大，如8缸、12缸发动机动力就非常强劲。
但付出的代价就是油耗增加。
尤其是在怠速等工况不需要大动力输出时，燃油就白白浪费掉了，而可变排量就可以很好地解决矛盾。
可变排量，顾名思义就是发动机的排量并不是固定的（也就是说参加工作的气缸数量是发生变化的），而是可以根据工况需要而发生改变。
那发动机怎么来实现排量的改变的？简单的说，就是通过控制进气门和油路来开启或关闭某个气缸的工作。
比如一台6缸可变排量发动机，可以根据实际工况需要，实现3缸、4缸、6缸三种工作模式，以降低油耗，提高燃油的经济性。
如大众TSI EA211发动机采用了可变排量（气缸关闭）技术，主要是通过电磁控制器和安装在凸轮轴上的螺旋沟槽套筒来实现气门的关闭与开启。
● 什么是缸内直喷？有什么优势？
我们知道，传统的发动机是在进气歧管中喷油再与空气形成混合气体，最后才进入到气缸内的。
在此过程中，因为喷油嘴里燃烧室还有一定距离，微小的油粒会吸附在管道壁上，而且汽油与空气的混合受进气气流和气门关闭影响较大。
而缸内直喷是直接将燃油喷射在缸内，在气缸内直接与空气混合。
ECU可以根据吸入的空气量精确地控制燃油和喷射量和喷射时间，高压的燃油喷射系统可以是使油气的雾化和混合效率更加优异，使符合理论空燃比的混合气体燃烧更加充分，从而降低油耗，提高发动机的动力性能。
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大众（含奥迪）、宝马、梅赛德斯-奔驰、通用等车系上。
● 什么是均质燃烧？分层燃烧？
所谓“均质燃烧”可以理解为普通的燃烧方式，即燃料和空气混合形成一定浓度的可燃混合气，整个燃烧室内混合气的空燃比是相同的，经火花塞点燃燃烧。
由于混合气形成时间较长，燃料和空气可以得到充分的混合，燃烧更均匀，从而获得较大的输出功率。
而分层燃烧，整个燃烧室内的混合气的空燃比是不同的，火花塞附近的混合气浓度要比其他地方的要高，这样在火花塞周围的混合气他可以迅速燃烧，从而带动较远处较稀的混合气体的燃烧，这种燃烧方式称为“分层燃烧”。
均质燃烧的目的是在高速行驶、加速时获得大功率；分层燃烧是为了在低转速、低负荷时节省燃油。
● 如何是实现分层燃烧？
如TSI发动机是怎样实现分层燃烧的？首先，发动机在进气行程活塞移至下止点时，ECU控制喷油嘴进行一次小量的喷油，使气缸内形成稀薄混合气。
在活塞压缩行程末端时再进行第二次喷油，这样在火花塞附近形成混合气相对浓度较高的区域（利用活塞顶的特殊结构），然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气，从而实现气缸内的稀薄燃烧，这样可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果，进一步降低发动机的油耗。
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