缸内直喷技术(新技术)PPT参考幻灯片
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15
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。
汽车新技术
—— 汽油机缸内直喷技术
1
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。
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。
16
Honda本田的缸内直喷汽油机
汽油发动机——2.0L i-VTEC I发动机
2020/2/24
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。
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
8
了直喷发动机的汽车
Ⅰ
梅赛德斯奔驰— CGI技术
E 200 CGI BlueEFFICIENCY轿车
9
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%。 10
• 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。
14
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。
19
汽油发动机实现稀燃的关键技术
⑶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。
20
汽油发动机实现稀燃的关键技术
以上三点只是对整体汽油发动机稀燃技术而言，具体到 某种机型会有所偏重。因为各种汽油发动机稀燃方式的技术 措施不完全一样，甚至同一部发动机在不同的工况下稀燃方 式也会不完全一样。
6
新课
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——
传统多点燃油喷射 2
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。
3
•
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。
Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
11
Ⅳ 大众和奥迪— FSI技术
12
Ⅴ 大众和奥迪— TSI技术
C:\Users\wlg123\Desktop\2013-2014新建文件夹\2013wlg--
新技术试讲资料\第3节汽油机缸内直喷技术\大众汽车TSI涡
2020/2/24
轮增压直喷汽油机.avi
13
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
• 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。
•
。
4
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
5
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
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。
7
•
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
Leabharlann Baidu
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
17
2. 汽油发动机实现稀燃的关键技术 ⑴提高压缩比
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。
18
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。
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。
汽车新技术
—— 汽油机缸内直喷技术
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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。
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。
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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
2020/2/24
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。
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
8
了直喷发动机的汽车
Ⅰ
梅赛德斯奔驰— CGI技术
E 200 CGI BlueEFFICIENCY轿车
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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%。 10
• 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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汽油发动机实现稀燃的关键技术
⑶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。
20
汽油发动机实现稀燃的关键技术
以上三点只是对整体汽油发动机稀燃技术而言，具体到 某种机型会有所偏重。因为各种汽油发动机稀燃方式的技术 措施不完全一样，甚至同一部发动机在不同的工况下稀燃方 式也会不完全一样。
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新课
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——
传统多点燃油喷射 2
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
动机上的一种创举。
Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
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Ⅳ 大众和奥迪— FSI技术
12
Ⅴ 大众和奥迪— TSI技术
C:\Users\wlg123\Desktop\2013-2014新建文件夹\2013wlg--
新技术试讲资料\第3节汽油机缸内直喷技术\大众汽车TSI涡
2020/2/24
轮增压直喷汽油机.avi
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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
• 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。
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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
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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
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。
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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
Leabharlann Baidu
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
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2. 汽油发动机实现稀燃的关键技术 ⑴提高压缩比
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。
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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。