缸内直喷原理 以及Honda20L i

1、发动机的技术革命一详细了解GDI发动机作为汽车的心脏，一直是各大车厂研发的重中之重，而且在环保要求，经济要求，动力要求都 在不断提高的现代社会，对发动机技术的苛求也是越来越厉害，也难怪各大车厂都如此重视发动机新技术 的开发，而且发动机技术也表征这汽车厂商的技术实力所在，比如大众公司的FSI，日产公司的VQ系列。 这一次，我们就来了解一下三菱发动机独步武林”的GDI发动机（工业代号为4G93）。首先，什么是GDI呢？ GDI就是Gasoline Direct-Injection，汽油直接喷射的意思。很多朋友大概都会 问，这个跟电子控制燃油喷射有什么不同呢？下面我们就先介绍一下现在三种主要的汽油发

2、动机：化油器发动机是在进气管道的化油器位置上吸出汽油，与空气混合，雾化形成混合气，经气门进入气 缸；电控汽油喷射发动机是在进气歧管，气门之前的位置上喷射汽油，再经气门进入气缸。直喷式汽油发动机则是直接在气缸里面喷射汽油。从而可知，世界上三种形式的汽油发动机的重大区别在 于汽油出口的位置，位置不同，技术也不同。现在我们就来详细了解下直喷式发动机的原理：直喷式发动机（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，目前一般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；而缸内喷注 式汽油发动机

3、顾名思义是在气缸内喷注汽油，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 有人认为缸内喷注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。缸内喷注的关键在于产生与传统发动机不同的缸内气流运动状态，通过技术手段使喷射入气缸的汽油与空 气形成一种多层次的旋转涡流。因此GDI采用了立式吸气口、弯曲顶面活塞、高压旋转喷射器等三种技术 手段。立式吸气口代替传统的横向吸气口，通过来自上方的强大下降气流，形成与以往发动机相反的缸内空气流 动一纵向涡流转流。弯曲顶面活塞利用活塞顶的凸起形状，增强了这个纵

4、向涡流转流，再通过高压旋转喷 射器喷射出雾状汽油，在压缩冲程后期的点火前夕，被气体的纵涡流融合成球状雾化体，形成一种以火花 塞为中心，由浓到稀的层状混合气状态。这样，从总体上看，虽然混合比达到40： 1,但聚集在火花塞周 围的混合气却很浓厚，很容易点火燃烧。在这里要特别介绍一下活塞顶的形状对缸内气流的作用。活塞在上止点位置时，活塞头顶面与气缸盖之间 的间隙叫做燃烧室，燃烧室的容积是决定发动机性能的重要因素GDI活塞顶面的凸起部分象屋顶，又称弯 曲顶面活塞”，它缩小了燃烧室的容积，有助于形成强势涡流。缩小燃烧室容积必然提高了压缩比，因此G DI的压缩比达到12： 1，比以往发动机高出1/3左右。

5、压缩比提高了，缸内温度必然也随之提高，有助于 稀燃。压缩比高，输出功率增大，这样也就弥补了稀燃带来的功率损失。压缩比提高也就是说缸内压力提高了，与之配合的是高压燃料泵，用高压方式将汽油送进燃烧室内。 但是，汽油的性质决定压缩比只能局限于一定的限度内，否则就会出现爆燃，为了避免这一现象，GDI分 两步喷射的过程，第一步在进气冲程中喷射汽油以降低气体温度，适应高压缩比；第二步在压缩冲程后期 喷射汽油，形成上面阐述过的层状混合气形态。这是一环扣一环的技术，相辅相成，缺一不可。稀燃技术有省油的优点，但因为高压高温环境也会产生NOx （氮氧化物）排放过高的现象。GDI采用 了 EGR技术解决这个问题。所

6、谓EGR是指排气再循环技术，将排出气缸已经燃烧过的部分气体利用气门 重叠时间再回到气缸中，降低燃烧的最高温度从而降低NOx的排放量，据介绍GDI的NOx下降了 90%。缸内喷注式汽油发动机的优点是油耗量低，升功率大。混合比达到40:1（ 一般汽油发动机的混合比是 15:1），也就是人们所说的、稀燃。机内的活塞顶部一半是球形，另一半是壁面，空气从气门冲进来后在 活塞的压缩下形成一股涡流运动，当压缩行程行将结束时，在燃烧室顶部的喷油嘴开始喷油，汽油与空气 在涡流运动的作用下形成混合气，这种急速旋转的混合气是分层次的，越接近火花塞越浓，易于点火作功。 由于缸内喷注压缩比达到12，与同体积的一般发动机

7、相比功率与扭矩都提高了 10%。这种缸内喷注式汽油发动机是由日本三菱汽车公司创制的，这种称为1.8升顶置双凸轮轴16气门4G 93型发动机最早安装在三菱HSR-V型概念车上，并在96年6月北京国际车展上广泛做了宣传，但当时许 多人认为这种发动机只是一种概念”而已，没有引起足够的重视，但随着这几年美日欧等国大汽车厂商丰田、本田、奔驰、通用等对这种汽油发动机都产生了兴趣，纷纷修改了原来的方案研究起缸内喷注式汽油 发动机，认为这种发动机很可能会成为下世纪初汽油发动机的主要机型，人们又重视起来缸内喷注汽油发 动机的发展状况了。而现在三菱的GDI发动机已经得到了长足的发展，无论是先进性还是实用性都满足市

8、 场的需要，三菱还将在2007年推出新一代的GDI发动机。理论上GDI是很好的，不过现在即使三菱自己都有点怀疑GDI的潜力如何。原因是他们一直不能解决GDI 的两个顽症，第一，GDI必须配合比较柔和的驾驶方式才能有省油的表现，这样的话就等于性能表现和省 油的表现是不能同时满足的。第二，GDI引擎的噪音问题始终不能从根本得到解决，直接影响使用GDI引 擎的汽车的形象问题。honda的缸内直喷汽油机及国产civic的发动机介绍汽油发动机一一.0L i-VTEC I发动机将独创的直喷燃烧技术融合到DOHC i VTEC中是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-VT

9、EC 融合了 Hon独创的直喷技术新一代环保、运动型发动机2.0L DOHCi-VTEC I发动机缸I.胃直喷发动机 即是向气缸内直接喷射燃油的发动机 一般情况下，发动机是在进气管内喷出 .第将空气和燃油的混合气体吸入气 Jo直喷发动机则是先吸入空气，然 将燃油直接喷射进压缩后的空气中亍燃烧。峰喷发动机使稀薄燃烧成为可能，为降 低油耗做出了贡献。激动人心的爽快行驶与低油耗、清洁等高环保性 能并存。Honda通过独创的、VTEC”（可变气门 正时和升程）系统，以及町3（连续可变气门 正时控制）系统与、町3相配合而成的高智能 i-VTE3系统等先进的发动机技术，不断向运动 性能和环保性能的并存发起

10、挑战。2003年，通过融合动力性能优异的DOHC i-VTEC发动机所独有的中心喷射系统，Honda 开发出了首个汽油直喷发动a2.0L DOHC i-VTEC I发动机，实现了低油耗、清洁尾气排 放，以及高功率性能的高度结合，新一代清洁运 动型发动机面世。新开发的气缸内直喷式汽油发动MDOHC i-VTEC I”，采用了 VTEC发动机的高度智能化版 本，可停止气门动作，并通过VTC对气门进行最佳控制的i-VTEC系统，另外还采用了 Honda独创的中心喷射式的气缸内直喷系统，更融合了 活塞上具有独特凹槽的模槽活塞等新技术。通过 这些技术，实现了空燃比（空气/燃料的重量比 率）65： 1的超

11、稀薄燃烧，这远远高于以往包括 EGR （废气再循环）直喷发动机在内的40:1的 空燃比，在实现动感行驶的同时达到了低油耗。2.0L DOHC i-VTEC Ii-VTEC I CG模槽活塞部同时这款超稀薄燃烧直喷发动机通过高精度 EGR气门的燃烧控制系统，及新开发的高性能 触媒的应用，达到了、比2010年尾气排放标准 降低50%”的排放水平。实现了 65： 1的超稀薄燃烧。Honda独创的汽油直喷燃烧技术 ,：_“2.0L DOHC -VTEC 1”改变了以往的直喷发动机概念，是新一代的清胴京统洁运动型发动机。实现超级稀薄燃烧的关键在于Honda独 喷射系统。从直观上看，该系统与以往的汽油直喷

12、发动机的区别就门 在于，以往的发动机是从气缸斜上方喷射，该系统是在气缸中央安- 装一个喷射器，垂直向活塞喷射燃料。为了预防燃料粘在气缸侧壁， 同时不改变活塞位置，使燃料能经常朝着活塞上面的凹槽喷射，将 喷射时间设定为自由嗔射，实现了最佳喷射。模槽活塞的中心具有独自的凹槽，通过在中心喷射器正下方开设凹. 槽来产生高浓度的混合气体。进而与i-VTEC独有的VTEC自的中心DQ-HC卜任气门停止也曲气门休止所带来的弓鱼涡流（旋回流动）效果相呼应，使各种行驶状况下都可在气缸内产生理想的混合气体，实现了空燃比65： 1的超级稀薄燃烧，远远超出了以往直喷发动机40： 1的空燃比。H?椅活裾 Honda独创

13、的高智能气门控制技术、i-VTEC”采用2次平衡器结构，实现了优秀的静音性能VTEC （可娈气门正时和升程系统）”与根据行驶状配合DOHC i-VTEC I发动机的特性，采用专用链条的2况连续调整进气门开闭时机的最佳控制系统VTC次平衡器，并对发动机支架橡胶进行了专门改良。从空（连续可变气门正时控制系统）相配合。实现了高转到高速运行，均能给人带来舒适愉快的驾驭心情，实效进气及快速燃烧，使输出扭矩、节能、清洁性达现了高度的静音性能。到高度统一。造就了新一代清洁运动型发动机，令人体验到以往直喷发动机所无法带来的行驶乐趣。汽油发动机1.8L i-VTEC发动机新款1.8L i-VTEC发动机，同时具

14、备强劲行驶性能及巡航行驶时无与伦比的低燃耗性能，以及卓越的清洁环保性能。Honda进一步改进其独创的VTEC（可变气门正时和升程）系统，这款新开发的i-VTEC发动机，当车辆处于低负荷运转状态时，能够延缓进气门的关闭时机。在控制气门的同时，利用DBW （电子线控系统）对节流阀进行最佳控制的可变进气量控制功能可以大幅度地降低由于进气阻力所产生的能量损失（泵气损失），提高能效，并大幅度提升了车辆巡航行驶时的节油性能。进气效率和压缩比的提高，使发动机的输出功率达103kW（140PS），扭矩达 174Nm（17.7kgm），彻底降低摩擦和高精度的空燃比控制，使油耗水平达到17.0km/L（5AT 款

15、，10.15 工况），这比日本国内2010年度油耗标准还要低5%。尾气排放水平比日本国内2005年度排放标准还要低75%，并取得了日本国土交通省的认定。 1.息LJ-VTK；度蔚测M距垸禺1.8L i-VETC 发动机最高功率103kW(140PS)/6,300rpm最 大 扭 矩174N-m(17.7kg.m)/4,300rpm油 耗 淤17.0km/l(5AT)/16.2km/l(5MT 款)巡杖行驶时谊气门节诚阀控制示吏图林闭莎迎Ft 口址r 引美团为但凯行衰.4淤1015模式行驶（日本国土交通省审查数值）新开发的i-VTEC系统通过切换进气门 的关闭时机，全方位地实现了高能效。 新开发

16、的i-VTEC系统根据车辆所处的 不同行驶状况，利用DBW电子线控系 统对节流阀进行控制，新VTEC结构对两个进气门其中一个的关闭时机进行管理，当车辆处于巡航行驶等低负荷状态时，控制减少泵气损失，当车辆处于传话牌的司牡土词米正尊工形起步、加速等需要高输出功率和大扭矩 时，通过控制使进气效率最大化。这样， 当车辆在低负荷行驶时，由于泵气损失 导致能效恶化的情况得到大幅度改善， 由此实现了高扭矩的强劲行驶，同时达 到了 1.8升汽油发动机全球最低的油耗 水平。特别是在定速巡航行驶时，其燃 油经济性能与1.5升汽油发动机基本相同。据Honda调查通过延缓进气门的关闭时机，降低泵气损失，降低定速巡航行驶时的油耗。定速巡航行驶时气门开关时机的切换条件车速：10 km/h以上发动机转速:1000-3500转档位:3档以通常，当车辆处于定速巡航行驶（低负 荷状态）等节流阀开放程度较小时，其 进气通道变窄，泵气损失增加。新开发 的i-VTEC系统，即使车辆处于低负荷 状态时，也可利用DBW电子线控系统 控制开大节流阀，令进气顺畅进行。同 时，新VTEC结构延缓进气门的关闭时 机，使其在压缩行程开始一段时间之后 关闭，让吸入气缸内的一部分混合气体 重新返回进气管中。这样，即使不关小 节流阀，也可以限制进气量。进气阻力 的降低，最高可