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缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)是怎么工作的？

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-04-10

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柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在近10年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其性能已接近汽油機(jī)，又以良好的經(jīng)濟(jì)性和耐用性著稱(chēng)，而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)主要是在進(jìn)氣系統(tǒng)做些文章而沒(méi)有重大突破，看來(lái)今天也只有背水一戰(zhàn)了，把汽油噴嘴從進(jìn)氣歧管調(diào)到了前線——燃燒室，縱身火海，真有我不下地獄誰(shuí)下地獄的悲愴。在1954年，第一輛匹配4 沖程汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車(chē)誕生了，它就是奔馳300SL，霧狀燃油直接噴入進(jìn)氣歧管，比化油器發(fā)動(dòng)機(jī)提供了更大的動(dòng)力和更高的燃油經(jīng)濟(jì)性，可算是邁了一大步。自從單點(diǎn)和多點(diǎn)噴射技術(shù)在80年代普遍應(yīng)用以來(lái)，技術(shù)上的改進(jìn)一直在進(jìn)氣系統(tǒng)做文章，2、3、4、5氣門(mén)、可變進(jìn)氣、可變氣門(mén)升程及正時(shí)等，而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)根本的基因突變。我們今天的需求是既要有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性又要有出色的動(dòng)力表現(xiàn)。那么我們來(lái)看看汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)是否是汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的基因突變。汽油機(jī)缸內(nèi)直噴作為新技術(shù)有著美好的前景缸內(nèi)直噴所宣揚(yáng)的是通過(guò)均勻燃燒和分層燃燒，實(shí)現(xiàn)了高負(fù)荷、尤其是低負(fù)荷下的燃油削耗降低，動(dòng)力還有很大提升。在部分負(fù)荷時(shí)具有的巨大節(jié)油作用體現(xiàn)在市內(nèi)走走停停的交通狀況下是多么誘人。今天，各大公司已經(jīng)把目光鎖定在了直噴，如博世公司開(kāi)發(fā)了Motronic MED7汽油直噴系統(tǒng)，奧迪公司開(kāi)發(fā)了FSI系統(tǒng)，奔馳開(kāi)發(fā)了CGI系統(tǒng)，菲亞特則開(kāi)發(fā)了JTS系統(tǒng)，雖然名字不同，但它們都代表了汽油缸內(nèi)直噴。直噴發(fā)動(dòng)機(jī)潛力的證明是在2001年7月的勒芒24小時(shí)耐力賽上獲勝的奧迪R8，它匹配著帶雙增壓的V8 FSI直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。出色的表現(xiàn)使它領(lǐng)先一圈，良好的燃油經(jīng)濟(jì)性使它延長(zhǎng)了加油的間隔，有力證明了直噴不僅有出色的動(dòng)力表現(xiàn)，燃油還要節(jié)省8%。不僅是這些，R8車(chē)手認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力反映敏捷且非常到位。奧迪第一款作為量產(chǎn)車(chē)匹配直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型是2002年3月在日內(nèi)瓦車(chē)展展出的A2 1.6FSI。接下來(lái)是奧迪A4，匹配了110kW 2.0L FSI發(fā)動(dòng)機(jī)，有別于96kW 的A4，使用了單柱塞高壓油泵，4氣門(mén)替代了5氣門(mén)，顯然是為了在燃燒室安裝汽油噴嘴節(jié)省地方。A4 2.0 FSI最大扭矩200Nm出現(xiàn)在3250～4250rpm，0到100km/h的加速時(shí)間是9.6秒，最高時(shí)速218km/h。百公里綜合油耗7.1L。在2002年底，奔馳也上市了配有1.8L CGI汽油缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的C級(jí)轎車(chē)，即C200 CGI。峰值功率是125kW，扭矩比上一代增加了15%，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速只有1500rpm時(shí)即可輸出扭矩的75%，在3000rpm時(shí)輸出最高扭矩250Nm，并持續(xù)到4500rpm。與相同排量C級(jí)車(chē)相比節(jié)油超過(guò)19%，綜合油耗是7.8L/100km。排放達(dá)到歐Ⅳ。0到100km/h的加速時(shí)間是9.0秒，最高時(shí)速222km/h。與C200 CGI有著相同排量的C 180 KOMPRESSOR峰值功率是105kW，最高扭矩220Nm/2500rpm，0到100km/h的加速時(shí)間是9.7秒，最高時(shí)速222km/h，綜合油耗8.2L/100km。從以上數(shù)值就可以看出這2款發(fā)動(dòng)機(jī)的差距了。作為后勤保障，供油系統(tǒng)為直噴提供了精確的高壓噴射供油系統(tǒng)的主要部件是：高壓油泵、共軌、燃油壓力傳感器、壓力控制閥、高壓噴嘴和ECU。首先是對(duì)噴嘴的要求提高了，以前的噴嘴是安裝在進(jìn)氣歧管，今天不同了，親臨前線，安裝在了燃燒室，自然要經(jīng)受住烈火的考驗(yàn)。高壓電磁噴嘴扮演著重要的角色，電磁單元被激活的時(shí)間和油壓決定了噴射量的多少。燃油噴射時(shí)間則被控制在幾千分之一秒。在奔馳C200 CGI發(fā)動(dòng)機(jī)上，燃油以42度角噴入汽缸，燃油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性從50～120巴，而傳統(tǒng)4缸汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射壓力是3.8巴。高壓油泵由進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)，軌道中的油壓由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦調(diào)節(jié)，并直接連接到噴嘴。壓力信號(hào)取自壓力傳感器。部分負(fù)荷時(shí)，在低轉(zhuǎn)速下壓力是4到5巴，滿足稀薄燃燒。奧迪的高壓油泵同樣由凸輪軸驅(qū)動(dòng)，噴射壓力最高到110巴。另一個(gè)需要具備的基本條件是要使用低硫汽油。直噴技術(shù)產(chǎn)生了2個(gè)新的概念：均勻燃燒和分層燃燒均勻燃燒:在全負(fù)荷時(shí)，燃油噴射與進(jìn)氣同步，燃油得到完全霧化，使混合汽均勻地充滿燃燒室，自然會(huì)得到充分的燃燒，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力得到淋漓盡致的發(fā)揮。在均勻燃燒時(shí)有著和傳統(tǒng)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)相同的空氣與燃油混合: 回答者：網(wǎng)友

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