汽油机缸内直喷双喷射方案课件

1、现代汽车新技术现代汽车新技术汽油机缸内直喷技术双喷射技术 在对能源和环保要求日趋严格的今天，即使是多点燃油喷在对能源和环保要求日趋严格的今天，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，那就是缸内直喷技术。喷射技术诞生，那就是缸内直喷技术。 传统多点燃油喷射传统多点燃油喷射一、一、汽油机缸内直喷汽油机缸内直喷技术技术1 1、什么是缸内直喷？有什么优势？什么是缸内直喷？有什么优势？ 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

2、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。m大众FSI 发动机- Fuel Stratified Injectionm通用SIDI发动机- Spark Ignition Direct Injection m奔驰CGI - Stratified- Charged Gasoline Injection m三菱GDI发动机 - Gasoline Direct Injection m宝马HPI发动机 - High Precision Injection 一、缸内直喷汽油机简介一、缸内直喷汽油机简介大众大众TFSI 发动机发动机进口尚酷进口尚酷1.4T1.4T 双增压双增

3、压+ +分层燃烧分层燃烧+ +缸内直喷缸内直喷国外大众国外大众1.4T1.4T国内大众国内大众1.4T 1.4T 涡轮增压涡轮增压+ +缸内直喷缸内直喷国外大众国外大众1.8/2.0T 1.8/2.0T 涡轮增压涡轮增压+ +缸内直喷缸内直喷+ +分层燃烧分层燃烧国内大众国内大众1.8/2.0T 1.8/2.0T 涡轮增压涡轮增压+ +缸内直喷缸内直喷 TFSI发动机缸内直喷结构缸内直喷结构1、高压油泵、高压油泵油泵的组成油泵的组成高压燃油泵作用将来自低压循环（高压燃油泵作用将来自低压循环（600kpa)600kpa)的燃油经过高压泵加压至的燃油经过高压泵加压至（5-10mpa)5-10mpa

4、)高压燃油供给油轨高压循环，燃油压力通过安装在高压油高压燃油供给油轨高压循环，燃油压力通过安装在高压油泵上的燃油压力调节阀来调节。一般由凸轮轴驱动。高压油泵主要由泵上的燃油压力调节阀来调节。一般由凸轮轴驱动。高压油泵主要由凸轮、柱塞、进出油阀、燃油压力调节阀等组成凸轮、柱塞、进出油阀、燃油压力调节阀等组成。油泵原理油泵原理高压喷油器高压喷油器进气歧管翻板进气歧管翻板喷油时刻开始于压缩行程上止点前约喷油时刻开始于压缩行程上止点前约60度，结束于压缩行度，结束于压缩行程上止点前约程上止点前约45 度。度。50-100bar1 1、分层燃烧、分层燃烧发动机在进气行程活塞发动机在进气行程活塞移至下止点

5、时，移至下止点时，ECUECU控控制喷油嘴进行一次小量制喷油嘴进行一次小量的喷油，使气缸内形成的喷油，使气缸内形成稀薄混合气。在活塞压稀薄混合气。在活塞压缩行程末端时再进行第缩行程末端时再进行第二次喷油，这样在火花二次喷油，这样在火花塞附近形成混合气相对塞附近形成混合气相对浓度较高的区域。浓度较高的区域。TSI发动机燃烧控制模式发动机燃烧控制模式m分层燃烧时喷油时间在上止点前分层燃烧时喷油时间在上止点前6060至上止点前至上止点前4545，喷射时刻对混合气的形成有很大影响，燃油被喷射在活喷射时刻对混合气的形成有很大影响，燃油被喷射在活塞顶的凹坑内，喷出的燃油与涡旋进气结合形成混合气。塞顶的凹坑

6、内，喷出的燃油与涡旋进气结合形成混合气。混合气形成发生在曲轴转角混合气形成发生在曲轴转角4040至至5050范围内，如果小范围内，如果小于这个范围，混合气无法点燃，若大于，就变成均质状于这个范围，混合气无法点燃，若大于，就变成均质状态了。分层燃烧的过量空气系数一般在态了。分层燃烧的过量空气系数一般在1.6-31.6-3之间。之间。m点火时，只有火花塞周围混合状态较好的气体被点燃，点火时，只有火花塞周围混合状态较好的气体被点燃，这时周围的新鲜空气以及来自废气再循环的气体形成了这时周围的新鲜空气以及来自废气再循环的气体形成了很好的隔热保护，减少了缸臂散热，提升了热效率。点很好的隔热保护，减少了缸臂

7、散热，提升了热效率。点火时刻的控制也很重要，它只在压缩过程终了的一个很火时刻的控制也很重要，它只在压缩过程终了的一个很窄的范围内。窄的范围内。2 2、均质燃烧、均质燃烧均质燃烧可以理解为普通的燃烧方式，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，从而获得到充分的混合，燃烧更均匀，从而获得较大的输出功率。有人细分

8、为稀均质燃较大的输出功率。有人细分为稀均质燃烧模式（过量空气系数稍大于烧模式（过量空气系数稍大于1 1）和均）和均质燃烧模式（过量空气系数略小于质燃烧模式（过量空气系数略小于1 1）。（1 1）进气歧管翻板打开时的均匀燃烧）进气歧管翻板打开时的均匀燃烧 在发动机转速高于在发动机转速高于3750 3750 转转/ /分或发动机负荷高于分或发动机负荷高于40% 40% 时，时，进气歧管翻板是打开的，这样进气歧管翻板是打开的，这样就可保证发动机在高转速、大就可保证发动机在高转速、大负荷时获得更多的进气量，让负荷时获得更多的进气量，让更多的空气参与燃烧。更多的空气参与燃烧。燃油喷射发生在进气冲程中。燃

9、油喷射发生在进气冲程中。（2 2）进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧）进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧 在发动机转速低于在发动机转速低于3750 3750 转转/ /分或分或发动机负荷低于发动机负荷低于40% 40% 时，进气歧管时，进气歧管翻板是关闭的。翻板是关闭的。下部进气道被封闭，于是被吸入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，利于混合气的紊流状流入燃烧室，利于混合气的形成与雾化。形成与雾化。燃油喷射发生在进气冲程中。燃油喷射发生在进气冲程中。 FSI FSI直喷发动机的压缩比高，在这种情况下对油的直喷发动机的压缩比高，在这种

10、情况下对油的标号和油质要求就很严格。就目前中国的情况来说，标号和油质要求就很严格。就目前中国的情况来说，必须使用必须使用9898号的高清洁度汽油。号的高清洁度汽油。奥迪奥迪Q7(Q7(进口进口)2010)2010款款 4.2 FSI 4.2 FSI 手自一体豪华型手自一体豪华型 发动机发动机 压缩比压缩比 13 13 燃油标号燃油标号 97 97 环保标准环保标准 欧欧IV IV m首先是低负荷的油气混合效率，缸内喷射是靠压缩行程进行时空气被压缩产生的涡流，在极短时间内与喷油嘴喷出的细化燃油颗粒进行混合，但怠速热机、低负荷时，压缩行程时空气流速相对较低，混合的效率就低；m第二，缸内喷射相当于将

11、喷油嘴的位置从进气道移到了气缸内，取消了燃油在进气道的润洗效果，结果就是进气道积碳，从而造成发动机效能下降；m第三，其工作特点决定了缸内直喷在低负荷下氮氧化物排放，较歧管喷射更多。直喷发动机的缺陷直喷发动机的缺陷双喷射系统双喷射系统m丰田丰田D-4SD-4S双燃油喷双燃油喷射系统射系统mD-4S(Directinjection4-D-4S(Directinjection4-stokegasolineengineSuperstokegasolineengineSuperiorversion)iorversion)，D-4D-4代表代表4 4冲程缸内直喷汽油发动冲程缸内直喷汽油发动机，机，S S代

12、表超级版。中代表超级版。中文全称是文全称是“超级超级4 4冲程冲程缸内直喷汽油发动机缸内直喷汽油发动机”。该燃油系统自该燃油系统自19961996年丰年丰田研发第一款田研发第一款D-4D-4以来以来, ,经过多年的研究优化该经过多年的研究优化该双喷射系统在双喷射系统在20052005年装年装备雷克萨斯。现在雷克备雷克萨斯。现在雷克萨斯高性能跑车萨斯高性能跑车RC-FRC-F与丰田与丰田8686跑车均采用了跑车均采用了D-4SD-4S双燃油喷射系统。双燃油喷射系统。 缸内直喷 D-4S系统 进气歧管喷射m歧管喷射则在高负荷高转速下雾化及混合效率不及缸内直喷。m缸内直喷系统在冷启动时的油气混合效果却不如歧管喷射，热机速度慢。m冷启动/怠速/低负荷使用单歧管喷射，中等负荷两套喷射系统协同工作，高负荷下则由缸内喷射完全接管。mD-4S发挥了缸内直喷优点的同时，保留了歧管喷射喷油嘴，在缸内直喷工作效果不良的工况下由歧管喷射介入，较好地解决进气道积碳、热机慢、减少氮氧化物排放等问题，并且