缸内直喷和燃油分层喷射
汽油喷射三种方式
进气管
喷油器
气缸
1
空气
节气门
空气 进气歧管 气门
234
多点喷射
多点喷射好像细嚼慢咽，喷油嘴安装在进气歧管上，空气通 过空滤进入进气歧管，再和喷油嘴喷出的雾化燃油混合，行成均 匀的混合气，通过进气门进入气缸。
优点是燃油混合均匀，燃烧比较充分，而且高速流动的混合 气会对进气门进行主动“打扫”，所以进气门不容易产生积碳。
缺点是燃油在进气歧管里喷射，有些会附着在进气歧管内壁 上，造成燃油浪费。
缸内直喷
进气管
喷油器
气缸
1
空气
节气门
空气 进气歧管 气门
234
缸内直喷
缸内直喷是燃油通过高压喷油嘴直接喷射在气缸里，雾化效 果好，燃油燃烧充分，控制更精准，而且可以实现更大的空燃比。 喷油嘴在压缩冲程中/后段喷射燃油，让空燃比超过18:1，形成稀 薄燃烧甚至是超稀薄燃烧，可以说榨取了每一滴汽油的所有能量， 这样就会让发动机燃烧效率变得更高，更省油。但是，缸内直喷 的喷油嘴安装在气缸内，不会像多点喷射那样对进气门进行清洁， 所以进气门容易产生积碳。
混合喷射
进气管
喷油器
气缸
1
空气
节气门
空气 进气歧管 气门
234
混合喷射
混合喷射其实就是把歧管喷射和缸内直喷一并使用，一般分三种情况。 一，发动机转速一般很低（＜1000转）是歧管喷射，避免了缸内直喷在 稀薄燃烧时氮氧化物和微粒物排放超标； 二，发动机中低转速的时候（1000＜转速＜3500），进气歧管内的喷油 嘴喷射燃油随空气一起进入气缸（吸气冲程），在压缩冲程的时候缸内的喷 油嘴开始喷油，最后行成上浓下薄的油气分层，利于火花塞点燃，这个时候 两者是一起工作的； 三，发动机转速较大的时候（＞3500转），进气歧管喷油嘴停止工作， 只有缸内喷油嘴进行喷油，提供发动机更充足的动力。
发动机新技术FSI
Ⅴ大众和奥迪— TSI技术
FAW
发动机汽油机缸内喷射（FSI)
知识点：1、了解缸内喷射发展过程 2、知道缸内喷射工作模式 3、知道缸内喷射组成
技能点：常用传感器安装位置
FAW
EX 320
空气进气
25 R. Schmidt, I/VK-35, EX 320,
Siehe Notizseite
FAW
Ⅲ 通用汽车— SIDI技术
缸内直喷技术发展到今天已历经 三代。第一代称为壁面引导直喷 型，利用缸内空气流动使油气混 合物成层，实现了分层燃烧；第 二代称为按化学计量混合直喷型， 以理论空燃比混合燃料和空气， 实现均质燃烧；而通用的SIDI技 术则属于第三代直喷技术，通过 对发动机内植入智能控制模块， 可根据行车状况由电脑自动控制 稀薄燃烧模式，同时实现分层燃 烧和均质燃烧。
Inhalt
FAW
EX 320
空气进气
进气歧管压力传感器 G71 进起温度传感器 G42 (双传感器)
压力调节阀
进气歧管翻板阀 N316
进气歧管转换真空单元
进气歧管翻板电位计1 G336
26 R. Schmidt, I/VK-35, EX 320,
可变式进气歧管位置传感器 G513
进气歧管转换阀 N156
FAW
常见的缸内直喷技术
Ⅰ 梅赛德斯奔驰 —CGI技术 Ⅱ 三菱— GDI技术 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
FAW
Ⅰ梅赛德斯奔驰— CGI技术
E 200 CGI BlueEFFICIENCY轿车
面对当前地球变暖的情况，在节能引擎科技始终居于领导者地位的梅 赛德斯奔驰提出了〝TrueBlueSolutions〞概念，以象征地球颜色的 蓝色，代表着M-Benz对于现今地球面临的环保问题提出的解决方式， 除了持续追求高性能之外，并兼顾对于地球的环保友善性，强调环保 节能的车辆也因此成为众所瞩目的焦点。
几种发动机燃油喷射技术浅谈
—
面
接和迅速
。
吸 气 的发 动 机 才能
，
可 变进 气 歧 管 配 以 进 气 导 向 阀 门
由
一
台
达到
。
与歧 管 喷射
步 进 电机 来 调 节其位 置
流
，
这 样就 可 以 根据发 动
发 动 机 及 常规 涡轮
机 转速 及 负 荷 情 况 恰 当地 控 制 空 气 的 流 动 和 旋
。
增压 发动机相 比
．
在 该 协 同 动 力 系 统 的智 能 控 制 下
，
可 以 确 保 P A S S A T 领 驭 2 0 F M I 的功率 充 分 运 用 到 驱 动 中
、
而 不 会 过 多 地 浪 费在 不 合 理 工
，
机 械摩擦 或 者 与 风 阻 的抗 争 中
一
。
因 而 车 主 在 感 受 到 更 多操 控 性 的 同 时
，
。
机
械 增 压 优 点 是 发 动 机 启动 运 转就 开 始 介 入
，
起步 加速 有力
，
，
没 有 涡 轮 的工 作 延 迟
。
即时
缺 点 是 通 过 发 动 机 的动 力输 出 来 让 增 压 器 工 作
，
消耗 部 分 发 动 机 动 力
。
两 者 的结
合
，
改 善 了 起 步 加速
也 具 有充 足 的 后 劲
由 电 子 系 统 控 制所 需 的 空 气 流 量
，
，
实现 了 无 节流 变
质调 节
，
提 高 了 充 气效 率
，
从 而 获得 更 高 的 升 功 率
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。
发动机喷射系统分类
发动机喷射系统分类发动机喷射系统是现代汽车发动机的核心部件之一，它能够将燃料与空气混合后喷入发动机燃烧室，从而产生能量驱动汽车运行。
根据不同的工作原理和结构特点，可以将发动机喷射系统分为以下几类：一、化油器喷射系统化油器喷射系统是早期汽车使用的一种较为简单的喷射系统。
该系统通过化油器将空气和燃料混合后送入发动机燃烧室，从而实现点火爆炸驱动汽车运行。
但由于化油器存在着混合比不稳定、低温启动困难、环保性差等缺点，因此逐渐被电子控制喷油系统所取代。
二、电子控制多点式喷油系统电子控制多点式喷油系统是当前主流的汽车喷射系统之一。
该系统通过电脑控制多个喷油嘴对每个气缸进行精确的燃料供给，从而实现更加精准的混合比调节和更高效的能量转换。
同时，该系统还具备启动快速、环保性好、燃油经济性高等优点，因此被广泛应用于现代汽车中。
三、直喷式喷油系统直喷式喷油系统是一种新型的高压喷油技术，它将燃料直接喷入发动机燃烧室内，从而实现更加精准的混合比调节和更高效的能量转换。
该系统具备动力强劲、响应灵敏、燃油经济性高等优点，因此被广泛应用于高端车型中。
四、缸内直喷式喷油系统缸内直喷式喷油系统是一种新型的高压喷油技术，它将燃料直接喷入发动机燃烧室内，并在其中形成一个小型火焰核心，从而实现更加精准的混合比调节和更高效的能量转换。
该系统具备动力强劲、响应灵敏、燃油经济性高等优点，同时还能够有效降低排放物排放量，因此被广泛应用于新能源汽车中。
五、单体泵嘴式共轨式喷油系统单体泵嘴式共轨式喷油系统是一种新型的高压喷油技术，它将燃料通过高压泵送入共轨中，再通过单体泵嘴对每个气缸进行精确的燃料供给，从而实现更加精准的混合比调节和更高效的能量转换。
该系统具备响应灵敏、燃油经济性高等优点，同时还能够有效降低排放物排放量，因此被广泛应用于柴油发动机中。
六、电化学喷射系统电化学喷射系统是一种新型的高效喷射技术，它将燃料通过电化学反应分解成氢气和二氧化碳，并将其直接注入发动机燃烧室内进行燃烧。
汽车发动机新技术 -燃油系统新技术
第二节 喷系统对比的优点 （1）将系统压力从 150bar 提高到 200bar； （2）改善了燃烧噪音； （3）达到EU-6关于颗粒质量和数量的要求（能将炭烟排放降低10倍）； （4）降低废气排放（尤其是CO2），使之符合当前和将来的排放要 求； （5）降低部分负荷时的燃油消耗（这时使用MPI-喷射比较有利）。
4、双喷射故障现象与诊断分析参照燃油直喷诊断思路。
第二节 燃油系统新技术
一、缸内直喷燃油系统 （3）缸内直接喷射系统常见故障诊断分析 缸内直接喷射系统由低压燃油系统和高压燃油系统组成，在排除燃 油系统故障时首先要通过诊断仪和燃油压力表确保低压供油在4.5～ 5.5bar之间；高压燃油系统压力只能通过诊断仪相关数据块来读取，高 压燃油压力应随发动机转速上升而上升其压力应该在50～200bar之间变 化（具体每个车型燃油压力标准请参照相关维修手册）。
一、缸内直喷燃油系统 （2）缸内直接喷射系统工作模式 1）分层燃烧 a.混合气形成工况
第二节 燃油系统新技术
一、缸内直喷燃油系统 （2）缸内直接喷射系统工作模式 1）分层燃烧 a.燃烧工况
第二节 燃油系统新技术
一、缸内直喷燃油系统
（2）缸内直接喷射系统工作模式 2）均质模式 即在所有工况下都采用均匀混合气，燃油与空气的混合发生在进 气行程中，这样燃油和空气就有了更充足的时间来混合，并且可以利 用空气的流动旋转的涡流来击碎燃油颗粒，使之混合更加充分。
汽车发动机新技术
——冷却系统
——燃油系统新技 术
主讲人：
课时
第二节 燃油系统新技术
传统的汽油发动机是通过控制单元采集凸轮位置以及发动机各相 关工况从而控制喷油器将汽油喷入进气歧管。但由于喷油器离燃烧室有 一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大， 并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，所以希望喷油器能够直接将燃油 喷入汽缸。先进的缸内直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油 技术，通过一个活塞泵提供所需的100～120bar的燃油压力，将汽油提 供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰 当的时间直接注入燃烧室，其控制的精确度已达毫米级。
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。
解析奥迪TFSI和FSI技术
新款3.0 TFSI：高科技V6机械增压发动机3.0 TFSI两项尖端技术——汽油直喷和机械增压的完美结合。
动。
也就是从那时起，奥迪涡轮增压发动机开始在市场上取得成功，引起巨大轰动。
采用多楔带驱动，因此可以在发动机怠速启动时提供强大的牵引力。
3.0 TFSI转/分钟的低转速情况下也可以获得420牛•米的峰值扭矩，并且能够一直持续到4850转/分钟。
自然吸气式发动机。
3.0 TFSI6500转/分钟，并且在4850转/分就可以达到额定输出功率213千瓦（290匹马力）。
燃油效率最高分3.0TFSI发动机完全可以当之无愧地获得燃油效率的最高分。
其强大的牵引力可以配合使用更大范围的变速箱传动比，使本已卓尔不群的燃油效率得到进一步提升。
其实，这款3.0 TFSI准。
通过增压器的空气密度很低，转子几乎是自由转动，这样所需的驱动力微乎其微。
新款3.0 TFSI转/分钟，叶片与壳体的间隙仅有千分之几毫米。
转子每小时可以传送1000公斤气流。
集成安装的两个铝制的水冷式中冷器分别连接在一个独立冷却回路上，经过其中的被压缩的热空气将再次冷却，从而提高了进入燃烧室空气的含氧量。
这一系列措施使机械增压器的噪音降到最低。
强化的曲轴箱相关部件间的摩擦阻力。
两个进气凸轮轴相位调整范围达到42度曲轴转角。
从而在进气道内形成更利于油气混合的进气涡流。
喷射燃油系统是一项全新的设计，共轨喷射系统所带的六孔燃油喷嘴以150巴的高压将燃油直接喷射进燃烧室。
燃油喷嘴的出色响应能力可以使其在每个压缩行程进行多达3次的燃油喷注，从而优化了燃烧过程，进一步提升了新款3.0 TFSIFSI：燃油直喷技术在能源不断稀缺的今天，谁能让发动机减少耗能的同时又发挥更强的动力，谁就将赢得未来更大的市场。
FSI油直喷技术，并引领了汽油发动机的发展趋势。
当驾驶者开车行驶在路上时，最深切的体会就是减少了换档的次数，操控更轻松，而15％，是FSI的各项技术不断改进的综合成果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
缸内直喷技术和燃油分层燃烧技术的关系很多人都知道，分层燃烧技术和缸内直喷技术一直是相关联的。
那是不是说缸内直喷就必须采用分层燃烧呢？还是说分层燃烧必须采用缸内直喷？其实都不是，分层燃烧的真正目的是可以实现较稀混合气的点燃，而设计缸内直喷的主要目的则是为了实现稀薄燃烧，因此二者走到了一起。
而发动机的稀薄燃烧技术是为了让混合气更加充分燃烧，达到减低油耗和排放的目的。
那么分层燃烧实际上就成了这一技术的手段，而相辅相成的，要实现分层燃烧，必须基于缸内直喷，对于缸外喷射的发动机，是无法实现分层燃烧的。
稀薄燃烧的目的是为了省油，而省油说起来会很简单，少喷油不就行了嘛！但是少到什么程度才合适，才能在保障动力性能不受太大影响的前提下，实现燃烧效率的最优化呢？我们知道燃油和空气的混合比是14.7：1，当混合气体的浓度比超过理论空然比，我们假设达到了25：1，这时油的浓度很低，会很难点燃，光靠提高点火能量还是不够的。
但是我们设想一下，如果此时在火花塞附近的燃油浓度较高，能达到理论空燃比的燃油浓度，那么此时这团较浓的混合气是很容易被点燃的。
而如果用这个较浓的混合气去点燃其他的混合气，显然也是很容易的，这就是分层燃烧。
如果采用分层燃烧，就可以实现在很低的燃油浓度下，实现发动机的正常运转。
而从上面的分析我们可以看出，实现分层燃烧的前提就是气缸内的混合气体不均匀化，只在靠近火花塞的区域内达到或超过理论空燃比值。
可能这样说会有点难理解，那么我们打个比方。
在一个玻璃杯中装满水，假设杯子是气缸，水就是被吸入的空气，如果这时滴入几滴墨水到水里，我们可以很清楚的看到，墨水还没来得及被水稀释，杯口处的水已经慢慢变色，但杯底部却还是没有受到影响，依然清澈。
发动机的分层燃烧，其实就和这很相似。
杯中的清水是在进气行程中吸入的新鲜口空气，墨水就是燃油。
如果是采用缸外喷射的发动机，燃油喷射在进气歧管里，我们看看会是怎样的情况。
我们知道喷油和进气是同在吸气行程内完成的，在进气门打开活塞向下运动时，缸内会形成一个很大的负压，油气混合物这时被吸进来后会在缸内形成很多涡流，这些涡流会使燃油和空气得到充分的混合，也就是说进入气缸的混合气已经经过了较充分的混合，点燃这种已经充分混合的稀薄混合气就会变得非常困难，因为它们无法实现分层，自然也有无所谓分层燃烧了。
继续用上面打的那个比方，就等于我们已经将墨水滴入自来水管中，这样杯子接到的水就已经是被均匀染色的了。
所以我们现在知道，只有缸内喷射，才能实现分层燃烧。
显然只有实现分层，才能悠所谓的分层燃烧。
在达到这个目的的设计当中，目前主要分为两大阵营，一个是日本三菱的GDI，另一个是大众的FSI。
虽然这两家都是达到同样的分层燃烧的目的，但是在手法上有区别。
日本三菱的GDI是最早的缸内直喷汽油发动机，其实无论是GDI还是FSI，或者其他的缸内直喷稀燃发动机，它们的设计理念就是想借鉴柴油发动机节油的先天优势，来实现对汽油机的优化，所以他们在结构上有一定的相似点。
柴油机是缸内喷射，这些发动机也是，柴油机的压缩比很高，这些发动机的压缩比也相对较高，一般都在12：1左右，但是，在这种压缩比下，还是不可能实现压燃，而且，汽油
这种燃料的稳定性要比柴油差很远，注定不能压燃，还是要依靠火花塞来点燃。
所以稀燃技术就成为这类直喷发动机的独门秘笈，以提高燃烧效率来实现节油环保的目的。
那么这两者技术是如何实现混合气在气缸内分层的呢？GDI采用的是真正的直接喷射，设计师将喷油嘴布置在气缸顶部离火花塞和进气门都很近的地方，在发动机进气行程中，它也会喷油，但是喷油量非常的少，在活塞向下运动到底部再向上进行压缩时，气缸内的空气已经得到完全混合，这就如同缸外喷射的道理。
但这时的混合气是不能被点燃的，因为浓度实在是太低了，预先达到这种浓度，只是为第二次喷油点燃缸内气体，并充分燃烧做准备。
当活塞即将到达上顶点，喷油嘴开始第二次喷油，因为喷出的燃油是漏斗形，越是靠近喷油嘴的地方，浓度就越高，而火花塞离喷油嘴很近，显然，此时在火花塞附近的燃油浓度是很高的，比其他部位的混合气要高，从而实现了不同区域出现不同浓度的混合气，也就是所谓分层。
现在就好办了，火花塞附近的混合气较浓，很容易被点燃，这部分点燃的气体会继续引燃剩余的混合气，从而达到分层点火燃烧的目的。
如果说三菱的GDI喷油很直接，那大众的FSI喷油是间接式的。
大众的FSI
把喷油嘴安放在进气门附近上，同样是两次喷油，但喷油方向是对准活塞，而且在活塞上有个U型槽，燃油喷射出来后，会随着凹槽转变方向，目的地也是火花塞附近。
因此也实现了在火花塞附近形成较浓的混合气，达到燃油分层的目的。
大众的目的似乎很单纯，就是想要节油，活塞上的U型槽，有助于产生更多的缸内涡流，使混合更充分。
但如果转速过高，这种涡流反而会影响进排气效率，降低燃烧效率，所以这就如同柴油机，不能将转速做得过高。
转速低，燃烧充分，想不省油都难！但是回过头来看三菱的GDI，日本人务实，GDI的这种设计只要能做到对喷油的精确控制，高低转速都能兼顾，不会有瓶颈的制约。
别看分层燃烧显得很容易，其实很多部件都是科技含量很高的，像油泵、油嘴、活塞等等，没有过硬的技术，分层燃烧都是不可能实现的。
另外，使用分层燃烧技术的发动机压缩比都较高，所需的燃油清洁度也要求较高，在目前普及起来还有一定的阻碍，配备三菱的GDI发动机的车型，到现在还没有一款在国内正式销售，而大众的FSI则同样让人感觉高高在上，国内合资大众宁可拿2气阀这中老掉牙的发动机来应付市场，也不敢把它在德国几乎已经普及了的FSI发动机拿来。
对于咱们来说，这不得不说是个遗憾。