汽油机缸内直喷技术..
缸内直喷技术(新技术) ppt课件
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。
• 大众1.8/2.0TSI中的“TSI”则代表着Turbo Fuel Stratified Injection,可以理解为涡轮增压+分层燃烧+ 缸内直喷的意思，不过国内则省掉了分层燃烧。
传统多点燃油喷射
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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
• 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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2、进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧
在发动机转速低于3750 转/分 或发动机负荷低于40% 时， 进气歧管翻板是关闭的。 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 加速后呈紊流状流入燃烧室， 利于混合气的形成与雾化。
汽油机缸内直喷技术(GDI)
且 比较 容 易进行 混 合 过程 的控 制 ， 本 低 廉 ， 成 因此 成 为 当前 的 主流模 式 。但 是 在该种 导 向模式 中 ． 一旦 在
壁面形 成燃油 附着 ， 使未 燃 Ｈ 会 Ｃ的排 放极 度恶 化 。
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年应 用传 统涡 旋式 喷油 器和逆 向滚流技 术 。 功地 开 成 发 了第 一套商 业用 Ｇ Ｉ Ｄ 系统 。德 国大 众公 司 于 ２ ０ ００
年 向市 场 投 放 了 Ｆ Ｉ 缸 内直 喷 汽 油机 ；０ １年标 ｓ型 ２０ 志一 铁龙公 司开 发 了 Ｈ Ｉ 内直喷 系统 ，丰 田公 司 雪 Ｐ缸 推 出 Ｄ ４ 直喷式火花点火发 动机 。 比而言 。 －型 相 国内对 汽油机缸 内直喷技术的研究起 步喷 技 术原 理 ？ 问 请
答 ： 内直喷 汽油 机稀 薄燃 烧技术 分 为均质 稀燃 缸 和分层稀 燃 两种燃 烧模 式 。 中小负荷 时 。 压缩 行程 在
后 期 开 始喷 油 ， 过 与燃 烧 系统 的合 理 配合 。 通 在火 花
油 导向火 花塞 。 在 火花塞 周 围形成 一定 适合 浓度 的 并
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汽油机缸 内直喷技术（ ＧＤＩ ）
刘 锦文 将 一个 循 环 中 的喷油 量分 两 次 喷 人气 缸 可 以很 好 的
、
最终 在火 花 塞 附近形 成 较浓 的可 燃混 合 气 ， 种 这 问 ： 什 么 要 发展 汽 油 机 缸 内直 喷技 术 油 ， 为
之 间 已分 离 ， 它两 根摇 臂 不受 它 的 控制 ， 以不会 其 所 影 响气 门的开 闭状 态 。 发动机 达 到某一 个设 定 的高转 速时 。 电脑 即会 指 令 电磁 阀起 动 液 压 系统 ， 动摇 臂 内 的小 活塞 ， 三 推 使 根 摇臂 锁成 一 体 一起 由 中间 凸轮 来驱 动 。 由于 中间 凸 轮 比其它 凸轮 都高 ， 程 大 ， 以进 气 门开 起 时 间 升 所 延长 ， 升程 也增大 了 。 当发动 机转 速降 低到 某一 个设定 的低 转速 时 。 摇 臂内的液压也随之降低 。 活塞在 回位弹簧作用下退回 原位 。 三根摇 臂分 开 。 整个 Ｖ Ｅ Ｔ Ｃ系统 由发 动 机 电子 控 制 单 元 （Ｃ Ｅ Ｕ）
汽车发动机：发动机缸内直喷工作原理
汽车发动机：发动机缸内直喷工作原理
汽车发动机是汽车的心脏，而发动机缸内喷油技术在汽车发动机中占据了重要的位置。
那么，发动机缸内直喷工作的原理是什么呢？
发动机缸内直喷技术，又称为汽油直喷技术，是一种先进的汽车喷油技术。
该技术采用了高压喷油系统和电脑控制，实现了发动机缸内直接喷油，使汽车发动机的性能和效率得到了大幅度提升，同时也减少了污染排放。
发动机缸内直喷的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
第一步：高压油泵将汽油从油箱中抽取并压缩至高压状态。
第二步：高压油泵将压缩后的汽油经过高压油管送到发动机缸内的喷嘴。
第三步：电脑控制喷嘴的开闭，将汽油在缸内形成雾状。
由于发动机缸内温度和压力的高涨，汽油几乎瞬间就能被蒸发和气化，形成一个高温、高压的喷油峰值。
第四步：发动机活塞缸通过压力推动活塞向下运动，汽油燃烧，推动
活塞向上运动，完成了一次工作循环。
总体来说，发动机缸内直喷工作的过程可以看作是喷油、燃烧、推动
活塞这三个过程的不断重复。
在喷油、燃烧、推动活塞等过程中，高
压燃油能够精准地定量喷入发动机缸内，提高了发动机的功率和效率，同时也能够显著降低燃油的消耗和污染排放。
此外，发动机缸内直喷技术的应用，也促进了发动机压缩比和燃烧效
率的提高，从而增强了发动机在启动时的动力表现，使汽车更加省油、环保、安全。
因此，发动机缸内直喷技术被广泛应用于现代汽车上，
成为现代汽车零部件中不可或缺的一部分。
总之，发动机缸内直喷技术的工作原理对于现代化的汽车制造不可或缺，它通过燃油的喷射使发动机功率和效率得到巨大提升，并在减少
环境污染方面发挥了重要作用。
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先进的发动机技术，它通过将汽油直接喷射到气缸内部，实现燃烧过程的高效率和精确控制。
本文将从原理、工作过程和优点三个方面进行详细介绍。
一、原理缸内直喷汽油机的原理主要包括喷油系统和燃烧系统两个部分。
喷油系统通过高压喷油器将汽油喷射到气缸内的气缸壁上，形成一个可燃混合气云；燃烧系统则通过点火系统，将混合气云点燃，产生爆炸力推动活塞运动。
二、工作过程缸内直喷汽油机的工作过程可以分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气阶段：活塞下行，气门打开，汽缸内形成负压，吸入空气。
2. 压缩阶段：活塞上行，气门关闭，汽缸内空气被压缩，温度和压力升高。
3. 燃烧阶段：在压缩末期，高压喷油器将汽油以高压喷射到气缸内，形成一个可燃混合气云。
点火系统点燃混合气云，产生爆炸力推动活塞下行。
4. 排气阶段：活塞上行，废气经排气门排出气缸，同时新的混合气云进入气缸。
三、优点缸内直喷汽油机相比传统的多点喷射汽油机有以下几个优点：1. 燃烧效率高：由于汽油直接喷射到气缸内部，喷油量和时间可以更加精确控制，使得燃烧更加充分，燃烧效率提高。
2. 动力输出强劲：燃烧效率提高，功率输出也相应增加，加速性能更好，动力更强劲。
3. 燃油经济性好：由于燃烧效率提高，缸内直喷汽油机的燃油经济性也相应提高，节省燃油消耗。
4. 减少尾气排放：缸内直喷汽油机喷油系统的精确控制，使得燃油燃烧更加充分，减少了尾气中的有害物质排放。
5. 提升动力响应速度：由于喷油直接进入气缸，响应速度更快，提升了动力的响应速度和驾驶的灵活性。
总结：缸内直喷汽油机是一种高效、高动力输出的发动机技术。
通过喷油系统和燃烧系统的精确控制，实现了燃烧过程的高效率和精确控制，提高了动力输出和燃油经济性。
在未来的发展中，缸内直喷汽油机有望成为汽车发动机的主流技术。
缸内直喷式的汽油机工作原理
缸内直喷式的汽油机工作原理缸内直喷式的汽油机是一种高效的内燃机，它采用了直喷技术，能够更好地控制燃油的喷射和燃烧过程。
这种发动机结构简单，燃油的利用率高，能够在提供足够动力的同时减少尾气排放。
缸内直喷式汽油发动机的工作原理如下：1.压缩行程：在发动机的第一次行程中，活塞从上死点开始向下移动，压缩燃料和空气混合物。
在这里，燃油被喷入燃烧室的底部，然后与空气充分混合。
引入燃油的方式有两种：均质混合和分层注射。
2.点火和燃烧行程：当活塞接近下死点时，点火塞设备会在燃料喷射完成后自动点燃混合气。
点火塞会产生火花，点燃燃料和空气混合物，从而引发爆炸。
爆炸产生的高温和高压推动活塞向下运动，驱使曲轴旋转。
3.排气行程：在活塞运动向上行驶时，废气通过排气门排出。
通过排气管可以将废气导出汽车。
缸内直喷式发动机的特点是可以更好地控制燃油的喷射和燃烧过程，从而提高燃油的利用率和发动机的效率。
这是通过以下几点实现的：1.精确的燃油喷射：缸内直喷式发动机直接将燃油喷射到燃烧室内，而不是喷射到进气歧管。
这种直接喷射的方式可以更精确地控制燃油的喷射量和喷射时间，从而获得更好的燃烧效果。
2.高效的燃烧过程：由于燃油直接喷射到燃烧室内，混合气的温度和密度更高，形成更好的燃烧条件。
这种高温高压的燃烧过程可以提高燃油的利用率，并减少污染物的排放。
3.灵活的喷射方式：缸内直喷式发动机可以根据需要和条件灵活地调整喷射的方式。
根据引擎工作负荷和转速的不同，喷射可以采用均质混合和分层注射两种方式。
均质混合可以获得良好的燃烧效果，而分层注射可以提高低负荷工况下的燃油经济性。
缸内直喷式汽油发动机相比传统的多点喷射发动机具有更高的燃油利用率和更低的尾气排放。
同时，由于直喷系统更加复杂，需要更高的精确度和控制能力，因此缸内直喷式发动机的研发和制造成本也较高。
尽管如此，由于其高效节能和环保的特点，缸内直喷式发动机已经成为了主流的汽车发动机技术。
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
2、汽车发动机新技术---缸内直喷式
近年来，当代汽车汽车飞速发展，汽车新技术不断涌现和应用，带动汽车性能不断改善。下面就现代缸内直喷式汽油机进行简单介绍。
汽油机的发展经历了100多年的漫长历史，其中具有里程碑意义的发展阶段无不是以油气混合方式和机理的变迁为标志的。
早期的化油器式汽油机依靠化油器喉口气流流速增加所产生的真空度将汽油吸出被高速进气空气流雾化以及汽油油滴本身的蒸发而与空气形成可燃混合汽。油气混合比(空燃比=进气空气质量/燃油质量)取决于化油器喉口的设计和量孔直径，负荷的调节是由节气门的开度来调节进入汽缸的油气混合汽量来实现的，因此属于混合汽外部形成的量调节方式，且没有任何反馈控制。由于汽油-空气混合汽能在相当宽的空燃比范围内点燃，这种不太精确的控制对早期汽油机的正常运行并不存在什么问题。
既然油气混合物能有如此惊人的杀伤力，那在汽车上引入显然也会获得更高的动力和更省油的表现。根据云爆弹原理，大众为高压泵设计了一个非常精巧的结构，通过进气阀的凸轮轴来为油泵提供动力，这样很好的解决了油泵和进气阀之间的正时问题，也提高了燃油效率；同时作为一个纯机械的结构，这个高压泵具备了非常高的可靠性，大众（博世）甚至还设计了一个内部保护回路防止油压过高。可惜的是，大众和博世的设计尽管确保了机械自身的可靠性，但高压燃油轨(Rail)里的高压燃料是无法保护的，为了保证发动机运转的顺畅性，燃油轨中必须保持一定的压力。这个在平时是没有问题的，问题就出在了碰撞上。当发动机受到巨大的外力撞击时，位于发动机前部的高压共轨喷射系统就成了发动机首先受到撞击的部分。
汽油机缸内直喷技术开创发动机新时代
此 外 ， 款 新 型 ６缸 发 动 机 还 使 这
喷入 燃烧 室 ， 而降低 了发动 机 的热 从
用 了 奥 迪 可 变 气 门 升 程 系 统 （ Ｓ） ＡＶ ，
量损 失 。 Ｆ Ｉ 动 机 配 备 了 按 需 控 制 的 燃 Ｓ发
维普资讯
新 枧 Ａ Ｍｌ ｌＮＣ 努 Ｕ ０ Ｎ ＡＥ Ｔ Ｂ ＴＮ ＯＬ Ｅ
汽油机缸 内直喷技术开创发动机新 时代
口吉林／ 车万华
奥 迪 轿 车 装 备 的 发 动 机 采 用缸 内直 喷 技 术 ， 种 缸 内 直 喷 发 动 机 被 这 称 为 汽 油 直 喷 式 发 动 机 （ Ｓ ）直 喷 ＦＩ，
油 供 给 系 统 ， 缸 ４只 气 门 ， 变 进 每 可 气 歧 管 以及 进 、 气 凸 轮 轴 连 续 可 调 排
装 置 。 汽 油 被 直 接 喷 入 燃 烧 室 ， 活 单 塞 高 压 泵 的 共 轨 高 压 喷 射 系 统 负 责 提 供 精 确 的 燃 料 ， 并 形 成 ３０～ ．
秒 级 精确 计 算注 入汽 油 量 的功 能 ， 大 大提 高 了 Ｆ Ｉ 动机 的压 缩 比 ， 也 Ｓ发 这 是 提高 发动机 效 率 的必要 先决 条件 。 例 如 ， 奥 迪 Ａ６ 轿 车 配 备 的 Ｌ
２８ Ｓ ．Ｌ Ｆ ＩＶ６缸 内 直 喷 发 动 机 ， 能 够 在 ５ ｏ ～ ０ Ｏ／ ｉ ５ ｏ ６ ０ ｒｒ ｎ时 输 出 １ ４ Ｗ 的 ａ ５ｋ 最 大 功 率 ， 并 在 ３ ０ ５ ０ ｒｍｉ ０ ０～ ０ Ｏ ／ ｎ的 宽转 速 范 围 内输 出 ２０ １ ８ Ｎ・１的 最 大 １
扭 矩 。 奥 迪 Ａ６ ． Ｆ Ｉ轿 车 仅 用 Ｌ ２８ Ｓ
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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
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。
2. 汽油发动机实现稀燃的关键技术 ⑴提高压缩比
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 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 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 了直喷发动机的汽车
• 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。 • 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。
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。 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。
主要内容
• • • • • 引言 一、汽油机缸内直喷技术的发展 二、汽油机缸内直喷技术的工作原理 三、大众FSI发动机 四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原理
automobile ●engine
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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—— 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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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
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
汽油机缸内直喷技术
主要内容
• • • • • 引言 一、汽油机缸内直喷技术的发展 二、汽油机缸内直喷技术的工作原理 三、大众FSI发动机 四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原理
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主要内容
• • • • • 引言 一、汽油机缸内直喷技术的发展 二、汽油机缸内直喷技术的工作原理 三、大众FSI发动机 四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原理
Ⅲ
通用汽车— SIDI技术
Ⅳ
大众和奥迪— FSI技术
Ⅴ
大众和奥迪— TSI技术
主要内容
引言
一、汽油机缸内直喷技术的发展
二、汽油机缸内直喷技术的工作原理
三、大众FSI发动机
四、缸内直喷汽油机主要元件的结构和原
理
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
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。
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。
传统多点燃油喷射
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。
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。 • 。
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Ⅰ
梅赛德斯奔驰— CGI技术
E 200 CGI BlueEFFICIENCY轿车
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%。
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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。