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購(gòu)置稅優(yōu)惠 經(jīng)銷商報(bào)價(jià) 車主點(diǎn)評(píng)(13條)

對(duì)于汽油機(jī)來說，汽油被送入氣缸與空氣體混合，然后油氣混合物充分燃燒獲得強(qiáng)大的動(dòng)力，因此油氣混合技術(shù)也是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵之一。經(jīng)過化油器、單點(diǎn)電噴、多點(diǎn)噴射等技術(shù)階段后，油氣混合技術(shù)終于進(jìn)入直噴時(shí)代，越來越多的車輛開始采用直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)要點(diǎn)是什么？讓我們逐一分析。

高壓燃油噴射系統(tǒng)可以說是直噴發(fā)動(dòng)機(jī)最關(guān)鍵的系統(tǒng)。與以前的發(fā)動(dòng)機(jī)不同，在以前的發(fā)動(dòng)機(jī)中，油和氣體在進(jìn)氣歧管中混合，然后通過負(fù)壓吸入發(fā)動(dòng)機(jī)，直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)使用高壓噴嘴將燃料噴射到氣缸中。因?yàn)闅飧字械膲毫σ呀?jīng)很高了，所以燃油噴射系統(tǒng)需要有更大的壓力。

“高壓燃油噴射系統(tǒng)的四個(gè)主要部分”

高壓燃油噴射系統(tǒng)可分為發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、高壓燃油軌、高壓油泵和噴油器四個(gè)部分，其中ECM主要采集發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，按照預(yù)定程序控制噴油正時(shí)和噴油量，從而達(dá)到最高的燃燒效率。高壓油泵主要負(fù)責(zé)燃油的增壓，高壓油軌主要起到均衡各個(gè)噴油器噴射壓力的作用，而最終的噴油任務(wù)則由噴油器來完成。此外，幾個(gè)傳感器提供燃油壓力等信息，以確保整個(gè)系統(tǒng)的高效率。

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ECM不僅是直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，也是所有技術(shù)相對(duì)較新的內(nèi)燃機(jī)的重要組成部分。這部分涉及芯片、執(zhí)行器和軟件等多個(gè)環(huán)節(jié)。，它們都不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和裝載。目前，電解加工技術(shù)仍由國(guó)外企業(yè)控制，技術(shù)相對(duì)成熟。雖然部分自主品牌已經(jīng)初步獲得了ECM的制造能力，但在軟件匹配、執(zhí)行器可靠性等環(huán)節(jié)還有很多問題需要解決，但就像傳動(dòng)技術(shù)一樣，一旦此類關(guān)鍵技術(shù)取得突破，自主品牌廠商將受益匪淺。

“通用Ecotec系列2.0直噴發(fā)動(dòng)機(jī)使用的高壓油泵由博世制造”

高壓油泵是燃油增壓的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。低壓油泵將燃油輸送到高壓油泵后，高壓油泵可以將汽油加壓到十幾兆帕的壓力，輸送到燃油軌。高壓油泵通常由凸輪軸驅(qū)動(dòng)，內(nèi)部有雙頭或三頭凸輪。高壓油泵上還集成了電子軌道壓力調(diào)節(jié)器，這是一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊控制的電磁閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊通過脈寬調(diào)制控制油壓調(diào)節(jié)器，油壓調(diào)節(jié)器控制高壓油泵的進(jìn)口閥，從而控制燃油壓力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，高壓油泵進(jìn)入低壓模式，發(fā)動(dòng)機(jī)在緊急情況下仍能運(yùn)轉(zhuǎn)。

“瑞奇G5使用的2.0TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了博世的高壓油泵”

高壓油泵、燃油軌等零件對(duì)工作環(huán)境和制造精度要求較高。博世等一些傳統(tǒng)的柴油高壓設(shè)備制造商在這方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，所以即使是一般的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，高壓油泵也是由博世提供的。作為自主品牌首款直噴汽油機(jī)，瑞奇G5上的2.0TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了博世的高壓油泵。

《高壓油軌基本結(jié)構(gòu)圖》

“通用Ecotec系列2.0直噴發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的高壓燃油軌和噴嘴”

高壓噴油器結(jié)構(gòu)示意圖:①高分子密封圈②噴嘴針閥③電樞④電磁線圈⑤精濾器。

汽油經(jīng)油泵加壓后，進(jìn)入高壓油軌。高壓油軌穩(wěn)定壓力后，由于油軌與燃燒室的壓力差，高壓油泵動(dòng)作后，汽油噴入氣缸。噴嘴內(nèi)部還有一個(gè)電磁閥，可以控制噴油量和噴油正時(shí)，其控制精度非常高。同時(shí)，隨著噴嘴的位置從進(jìn)氣歧管移動(dòng)到氣缸，工作環(huán)境和溫度發(fā)生了很大變化，對(duì)其可靠性的要求也大大提高。

除了燃油噴射系統(tǒng)，其他發(fā)動(dòng)機(jī)部件也要設(shè)計(jì)成直噴，這樣才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率，尤其是活塞頂?shù)脑O(shè)計(jì)非常重要。根據(jù)可燃混合氣形成的控制方式，缸內(nèi)直噴方式可分為三種:油束控制燃燒、壁面控制燃燒和氣流控制燃燒。

“活塞頂部的凹坑主要起到引導(dǎo)氣缸內(nèi)氣流的作用”

在燃料束控制燃燒系統(tǒng)中，燃料噴射器放置在燃燒室的中心，火花塞放置在燃料噴射器附近。燃料束控制的空氣體的利用率取決于燃料束的穿透深度，而后者由燃料噴射器的燃料噴射壓力控制。這樣，在低負(fù)荷分層燃燒中可以獲得良好的燃油經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中高負(fù)荷工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊通過調(diào)節(jié)高壓油泵的壓力來增加油束的穿透深度，從而實(shí)現(xiàn)均質(zhì)富燃。

“活塞頂部曲面形成的渦流可以幫助混合氣燃燒得更均勻、更充分?！?/p>

在壁控燃燒系統(tǒng)中，噴油器和火花塞相距甚遠(yuǎn)。噴油器將燃油噴射到活塞坑中，然后燃油空氣混合物通過進(jìn)氣流的慣性被輸送到火花塞。為了避免噴油器溫度過高，一般布置在進(jìn)氣門側(cè)，活塞凹坑開口面向進(jìn)氣門側(cè)，油氣混合后直接流向火花塞。這類混合物形成時(shí)間長(zhǎng)，容易大面積形成可燃混合物。

在氣流控制燃燒系統(tǒng)中，氣缸內(nèi)氣流與油束的相互作用是由活塞表面形狀的特殊輪廓形成的。在這種系統(tǒng)中，油霧不是噴向活塞坑，而是噴向火花塞。異形進(jìn)氣口與噴油器成一定角度，使混合氣在氣缸內(nèi)產(chǎn)生一定的渦動(dòng)力。氣缸內(nèi)形成的氣流使油氣不直接噴向火花塞，而是在氣缸內(nèi)形成渦流繞火花塞旋轉(zhuǎn)。這樣，大多數(shù)工作條件可以適當(dāng)?shù)胤謱雍途鶆蚧?/p>

“鋁合金缸體散熱效果更好，更容易實(shí)現(xiàn)輕量化”

由于直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度較高，對(duì)缸體強(qiáng)度和冷卻系統(tǒng)的要求也較高。在保證強(qiáng)度的前提下，更多的新型直噴發(fā)動(dòng)機(jī)采用了散熱性更好的鋁合金缸體，同時(shí)還采用了強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)更高的熱效率。

“位于氣缸下部的油嘴可以在活塞下降到下止點(diǎn)時(shí)冷卻活塞”

直噴汽油機(jī)雖然優(yōu)勢(shì)明顯，但也受到制造技術(shù)和油品質(zhì)量的限制，短時(shí)間內(nèi)推廣不太現(xiàn)實(shí)。但以其更高效、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，仍是未來內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，我們也有望看到更多性能優(yōu)異、燃油經(jīng)濟(jì)性高的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)面世。

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