汽油直喷发动机机构及控制原理

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1、汽油直喷发动机机构及控制原理电控汽油直喷系统有哪些类型1)按汽油喷射的部位分：（1）多点式（2）单点式（3）缸内直喷2)按喷射的时间分：①连续喷射方式——只要系统油压高于喷射压力，喷嘴即可连续喷油。②定时喷油方式——由微机根据发动机的各种工况决定喷油时间的断续性。3)按控制基本油量的方法分：①压力感应式——由进气管内的真空度来控制基本喷油量。②流量感应式——由流经进气管的空气量来决定基本喷油量。每次喷油的时间一般为2一l2ms(多点式)和3—4ms(单点式）汽油缸内直喷系统概述GDI—(GasolineDirectInje

2、ction)缸内汽油直喷发动机的概念最早由日本三菱汽车公司提出被越来越多的厂商采用。构造系统主要可以分为1）发动机控制模块（ECM）、2）高压油轨、3）高压油泵4）喷油嘴构造ECM主要采集发动机数据，按照预定程序控制喷油时机和喷油量，从而实现最高燃烧效率；高压油泵则主要负责燃油的加压，高压油轨主要起均衡各喷油嘴喷射压力的作用而最终的喷油任务则由喷油嘴来执行。此外，还有多个传感器提供燃油压力等信息，确保整个系统的高效率。构造工作原理电子控制系统它由电控汽油喷射系统由传感器、ECU和执行器三大部分组成。传感器是感知信息的部件，

3、功能是向ECU提供汽车的运行状况和发动机工况。ECU接收来自传感器的信息，经信息处理后发出相应地控制指令给执行器。执行器即执行元件，其功用是执行ECU的专项指令，从而完成控制目的。工作原理工作原理—喷油器喷油器各项特性参数影响：汽油汽化，贯穿距离，油滴粒度等。进而影响燃烧系统的稳定性。喷油器的特性参数包括喷油器型式、喷油压力、喷油正时和喷油入射角等。目前，用于GDI发动机的喷油器种类很多，包括旋流喷油器，多空喷油器，多级喷油器等等。工作原理—喷油器缸内直喷模式所需的喷油压力在5—13MPa之间，一般当喷油压力越高，油束速度

4、越大，贯穿距离越大，扰动越大，雾化质量越好。贯穿距离变大时。燃油碰撞活塞的概率就会增加。如果油束本身的动量小于油束反弹所需动量，就会产生壁面油膜不利于燃烧。工作原理—喷油器高压喷油嘴结构示意图：①高分子密封圈；②喷嘴针阀；③衔铁；④电磁线圈；⑤细滤器Gdi大都采用直进气道稀薄燃烧缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术分为均质稀燃和分层稀燃两种燃烧阶段（模式）。中小负荷时。在压缩行程后期开始喷油，通过与燃烧系统的合理配合。在火花塞附近形成较浓的可燃混合气。在远离火花塞的区域，形成稀薄分层混合气；大负荷及全负荷时，在早期进气行程中将燃油喷

5、入气缸。使燃油有足够时间与空气混合，形成完全的均质化计量比进行燃烧。稀薄燃烧也有采用分段喷油技术分层混合气，即在进气早期开始喷油，使燃油在气缸中均匀分布，在进气后期再次喷油，最终在火花塞附近形成较浓的可燃混合气，这种将一个循环中的喷油量分两次喷人气缸可以很好的实现混合气的分层。燃烧模式缸内直喷技术燃烧系统可依据不同的混合气形成过程，分为三种不同的模式：油束引导、壁面引导、进气引导。燃烧模式—油束引导油束引导：将喷油器和火花塞安置在很近的距离内，喷油器喷出油束后自然形成分层明显的混合气。无论是均质燃烧还是分层燃烧，混合气的形

6、成与进气过程和活塞表面设计的关联不大。由于火花塞位于喷油束边缘，在整个燃烧室内充满稀薄混合气后，在火花塞周围仍可形成可供点燃的浓混合气，保证了混合气的点燃稳定性。燃烧模式—油束引导喷油器喷出的油束太靠近火花塞电极，可能会出现火花塞润湿现象，对火花塞的使用寿命有很大的负面影响。由于它不借助进气流实现分层，因此，在火花塞附近形成的浓混合气区域小，使得发动机在高速时，会出现混合气无法点燃或富氧区火焰无法传播的问题。燃烧模式—壁面引导壁面引导是将喷油器安置在离火花塞较远的位置，利用活塞表面的特殊形状配合进气流运动，将燃油导向火花塞

7、。并在火花塞周围形成一定适合浓度的混合气。该导向方式对喷嘴的设计要求不高。比较容易进行混合过程的控制，成本低廉，因此成为当前的主流模式。在该导向模式中．一旦在壁面形成燃油附着，会使未燃HC的排放极度恶化。燃烧模式—进气引导气流引导：使喷油器远离火花塞。完全应用气缸内的气流运动使油束靠近火花塞。在火花塞周围形成浓混合气。该引导模式主要依靠进气流中的滚流和涡流形成混合气。FSI发动机缸内汽油直喷发动机一般简称FSI发动机，FSI(FuelStratifiedInjection)字面意思为燃油分层喷射，使汽油直喷式发动机的一项创

8、新技术。将燃油直接喷入气缸的FSI发动机相比燃油喷射到进气管的发动机，优点：动力性显著提高降低燃油消耗15％左右。FSI发动机特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态，然后进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，令浓混合气体集中在燃烧室中央的火花塞周围。同时，FSI发动机可以根据不同的发