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现代汽车新技术 汽油机缸内直喷技术 一、缸内直接汽油机简介 GDI (Gasoline Direct Injection) 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中，与空气混合后再进入气缸内燃烧，而GDI发动机是将汽油直接喷入气缸，利用缸内气流和活塞表面的燃料雾化与空气形成混合气进行燃烧。 一、缸内直接汽油机简介 GDI汽油机采用稀薄分层燃烧技术及采用无节流或小节流的变质调方式避免节气门的节流损失。 直喷时油滴蒸发主要依靠从空气中吸热而不是从壁面吸热，混合气温度和体积将下降，提高了充量系数，缸内直喷汽油机的爆燃倾向也大为降低。 二、缸内汽油直接喷射系统优点 缸内汽油直接喷射发动机两大优点： 省油及高输出功率 三菱汽车公司将其汽油直接喷射(GDI)发动机定位为全球环保发动机。 1.省油的原因 (1)低负荷时，层状气体分布，易于点燃的最佳混合，整个燃烧室内成为40：1的超稀薄空燃比。 (2)低负荷时，由于超稀薄化，故进排气的泵损失少；燃料吸温冷却效果，冷却损失少。 (3)怠速转速可设定在较低值，例如三菱汽车的发动机怠速为600r／min。 2.高输出(功率及转矩)的原因 (1) 燃烧室为理论空燃比的均匀混合气。 (2) 燃料气化的吸温冷却效果，使空气密度增加，可提高容积效率。 (3)直接喷入燃油的气化作用，降低空气温度，发动机不易爆震，故提高压缩比，如三菱发动机压缩比可达12：1。 三、缸内汽油直接喷射系统特殊设计 1.高压涡流喷油器 压装在气缸盖上，配合高压燃油泵，将汽油直接喷入气缸中，喷油压力达50~120kg／cm2之间。 （1）进气涡流产生装置 丰田汽车公司两条进气道中，一为直线孔道，一为螺旋孔道，直线孔道中设涡流控制阀，低负荷时关闭，空气经螺旋孔道进入气缸，可形成强烈涡流，如下图所示 （1）进气涡流产生装置 三菱汽车公司采用两条垂直进气道，进气道中不装控制阀，如左图所示。 日产汽车公司采用两条进气道，其中一条进气道装设涡流控制阀，如右图所示。 GDI空气流动 （2）特殊活塞 活塞顶部凹陷为浅碗或深碗形，并削成不规则形状， 如图 (a) 为三菱发动机，图 (b)为日产发动机所采用的活塞构造。 2.电子节气门 因缸内汽油直接喷射发动机的燃烧形态有多种模式，空燃比变化时导致转矩变动，故利用电脑控制节气门，以迅速且精确控制吸入空气量，来改善转矩的变动。 3.缸内汽油直接喷射系统特点的差异 下表所示为三菱发动机、日产Di发动机丰田D-4发动机特点的差异。 四、缸内汽油直接喷射系统构造与作用 三菱汽车公司在汽油发动机技术上获得历史性的突破，1996年9月在Galant汽车装用1.8L4G93GDI汽油直接喷射发动机，具备出色的发动机输出，及如同柴油发动机般的油耗，大幅降低CO2的排放。 三菱公司GDI发动机 3.GDI发动机采用两种作用模式，超稀薄燃烧模式与高输出模式，另外针对欧洲地区的GDI发动机，增加两段混合模式。 4.GDI发动机的省油性能 （1）怠速时的燃油消耗 三菱公司GDI发动机 （2）行驶时的燃油消耗 三菱公司GDI发动机 （3）市区行驶燃料消耗 三菱公司GDI发动机 5.高输出性能 （1）容积率提高 垂直进气道使进气更流畅，且汽油在气缸内喷射蒸发会冷却进气此得以提高容积效率，增压效果。 三菱公司GDI发动机 (2)压缩比提高: 压缩比达12 :1,且燃油蒸发使进气冷却的可减低爆震。