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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。
汽油机缸内直接喷射技术摘要:由于能源枯竭和环境污染情况日益严重,即使是多点燃油喷射这样的技术也不能满足人们的要求了,于是更为精确的燃油喷射技术诞生了,那就是汽油机缸内直接喷射技术。
本文将对汽油机缸内直接喷射技术的类型、结构原理、存在问题等进行简要的论述。
关键词:缸内直喷类型结构原理存在问题近年来,由于能源紧缺和环境污染问题的日益突出,汽车用发动机面临着越来越严峻的考验。
目前为绝大多数汽车所采用的EFI发动机已显出明显不足,主要由于混合气在进气门处形成,汽油雾化不完全、混合气质量欠佳,所以燃烧不充分冷启动排放和燃油经济性较差。
汽油机缸内直接喷射系统则与EFI系统迥然不同,该系统是将汽油直接喷射到气缸里,通过相应的控制手段,可以大大提高发动机的燃油经济性和动力性能,同时大幅度降低排放。
1 汽油机缸内直接喷射技术汽油机缸内直接喷射技术,简称缸内直喷,顾名思义,就是把汽油直接喷射到气缸内。
随着技术的发展,化油器被淘汰后,开始采用汽油喷射技术,按照喷射位置可以分为进气道喷射和缸内直接喷射两种。
进气道喷射可以采用低压的喷射装置,是目前最常用的喷射方式,喷油嘴位于进气歧管的前方,汽油喷入进气歧管与空气混合后再进入气缸。
缸内直接喷射则更为先进,喷油嘴位于气缸内部,将汽油直接喷入气缸,与空气形成混合气,不过它需要较高压力的喷射装置以及其它一些专门的零部件,成本要更高一点。
2 缸内直喷的类型及其特点近年来,缸内直喷的发动机电控技术的研究与开发越来越受到重视,其被认为是内燃机解决能源和环境问题的重要方向之一,国内外许多研究机构和汽车厂商都致力于缸内直喷发动机的研究与开发,并推出了各种装备缸内直喷发动机的汽车。
2.1 FSIFSI是Fuel Stratified Injection的缩写,它代表大众汽车的缸内直喷发动机。
从理论上来说,采用FSI技术的发动机有至少两种燃烧模式:分层燃烧和均质燃烧,从上面3个英文单词来看,分层燃烧应该是FSI 发动机的特点。
浅谈汽油发动机直喷技术
浅谈汽油发动机直喷技术
摘要：缸内直喷技术与采用歧管喷射的汽油发动机同期逐步发展，后来尘封，上世纪九十年代，油价高企和环保的要求越来越严格，而直喷燃烧效率很高，非常省油，它开始回归，渐渐成为主流。
本文先介绍了汽油机缸内直喷技术的发展历史和技术的特点。
研究了FSI 发动机分层燃烧模式、均质稀燃模式和均质燃烧模式。
还介绍了国内汽车市场汽油机直喷技术的应用。
未来随着科技的发展，国内的油品改善，缸内直喷汽油机有可能成为汽车标配。
关键词：缸内直喷 FSI 分层燃烧匀质燃烧应用
引言
与采用歧管喷射的汽油发动机同期逐步发展的，后来尘封的缸内直喷技术，由于油价高企和环保的要求越来越严格，而直喷燃烧效率很高，非常省油于上世纪九十年代，开始回归，现在渐渐成为主流。
缸内直喷汽油机喷嘴被布置在气缸内，汽油直接喷入缸内与空气混合，为改善燃油雾化，喷射压力也相应提高，对喷油控制更精确，并且消除了缸外喷射的缺点。
同时，燃油和空气在缸内混合充分、均匀是通过特别的结构设计来保证，它的燃油燃烧充分，热效率更高。
当然，缸内直喷发动机也有局限性，易受汽油和机油质量的好坏影响。
一、汽油发动机缸内直喷技术的历史
1917年缸内直喷汽油发动机便被研发出来，被装配到军用快艇，由于不能解决过热的问题，试验结果没能令人满意。
在接下来的20年里，这项技术在不断完善的过程，其可行性已被证实，它主要应用于航空领域，德国的一些公司，如宝马，奔驰，博世，西门子也投入了研发实力。
1951年，博世在法兰克福汽车展上展示了其用于二冲程 Gutbrod Superior 600 车型的汽油缸内直喷系统。
同年Goliath 在其GP700车型上配备相同的喷射系统，并于1953年至1955年期间进行量产。
世界上第一辆采用缸内直喷四冲程汽油发动机的跑车奔驰300SL于1955年诞生，经过对比试验这种发动机很省油，最大功
率也提高了。
缸内直喷技术，虽然很早发明和大规模生产，也很省油，但成本比当时同期逐步发展的采用歧管喷射的汽油发动机高，而且当时汽油价格低廉，因此，歧管喷射方式的汽油发动机被大量采用，缸内直喷技术当时没有成为主流被尘封。
后来，在汽油价格和排放法规的压力下，缸内直喷技术返回人们视线。
1996 年三菱公司开始研制代号为4G93的1.8L最大输出功率为110千瓦、最大扭矩为178牛米的直列四缸直喷发动机。
接着的两年，日产直喷发动机VQ30DD和丰田公司D-4直喷技术也相继研发了。
2000年德国大众汽车公司开始在汽车上应用缸内直喷技术，2002年3月Audi第一款采用直喷技术的批量生产车型A2 1.6FS在日内瓦车展展出的；Audi品牌车型中使用了分层燃烧（FSI）技术，不过分层燃烧技术却没有能够取得成功，后来没被采用；装备1.8升 CGI缸内直喷汽油机的奔驰C200 CGI轿车在2002年末上市 [1]。
很多公司研发的汽油机缸内直喷系统名字不同，象Bosch公司的Motronic MED7汽油直喷系统，Audi公司研发的FSI系统，梅赛德斯-奔驰研发的CGI系统，菲亚特公司研发的JTS系统 [2]。
二、汽油发动机直喷技术的优缺点
1.优点：直喷发动机高压燃油喷入燃烧室，是以细小的雾状进入的，当它蒸发时吸收热量，可冷却气缸；能稀薄燃烧，可提高燃烧效率20% ，进气量比传统发动机多，燃烧充分，减少了C0的产生。
2.缺点：分层燃烧在技术上对于缸内直喷发动机的来说不容易的实现。
由于汽油自润滑性不良，燃油喷射系统和发动机气缸磨损，油品制造质量的差异，国内一般是均质燃烧；采用分层燃烧时，废气中产生大量的NOX ，原来的三元催化器不适用，需要研发专用的稀燃氮氧化物催化转化器；根据最新的研究，与传统发动机相比，缸内直喷汽油机颗粒物排放要高很多倍；汽油可以溶解积碳，缸内直喷发动机积碳主要形成在进气门，因为它的喷油嘴直接探入气缸，无法清洁进气门积碳。
三、汽油直喷发动机（FSI）混合气的形成原理
FSI是Fuel Stratified Injection的字母缩写，意思是燃料分层喷射技术[3]。
FSI技术是指改变传统的供油方式，喷油器将汽油
直接喷入缸内，可燃混合气在气缸内形成。
FSI发动机从理论上说至少有两种燃烧模式：分层燃烧与均质燃烧，均质燃烧模式也被分为均质稀燃模式和均质燃烧模式。
均质燃烧可看成普通的燃烧方式，燃油和空气混合形成一定浓度的可燃混合气，空燃比相同，火花塞跳火可混合气燃烧。
因为在较长一段时间内混合气形成，燃料和空气混合充分，燃烧更均匀，从而获得的输出功率较大。
分层燃烧的燃烧室内，各处混合气的空燃比不同，在火花塞周围的混合气浓度要高于其他地方，在火花塞周围混合气，就可以快速燃烧，并促进了距离较远的较稀的混合气的燃烧，该燃烧模式被称为“分层燃烧”。
均质燃烧是为了在高速行驶和加速时获得到大功率；分层燃烧的目的是为了在低转速和低负荷时省油。
分层燃烧：燃烧效率高、节流损失低、很少的燃料转化为成尽可能多的工作能量。
分层的燃烧模式中，节气门没有完全打开，确保进气管有一定程度的真空（能控制活性碳罐与EGR装置）。
此时，燃料喷射量决定发动机扭矩和进气量、点火提前角无关。
在进气的过程中，气门开度是比较大的，减少节流损失的一部分。
进气过程的关键在于一个翻板装在进气歧管中，板朝上打开（这是原理，实际型号也许会有些不同），关闭下进气歧管，使通过的气流加速，在ω形活塞顶配合下形成进气涡流。
在上止点前60°-45°喷油，对混合气的形成影响最大的是喷油正时，燃料喷在活塞顶部坑内，喷出的燃料与进气涡流混合。
在曲轴转角40 °- 50 °时混合气形成发生，小于不能点燃混合气，大于即均质状态。
空燃比1.6～3。
均质稀燃模式：混合气形成了很长时间，燃烧充分，通过喷射的精确控制，混合气体的浓度可达到较低。
它的点火时间一般是更广泛，燃油经济性良好。
进气过程与分层燃烧一样，燃油和空气的混合时间延长形成均匀的混合气。
由于整个燃烧室都发生了燃烧，与分层燃烧相比，它对点火的时间的要求是不太高的。
空燃比>1。
均质燃烧模式：可以充分发挥良好的动态响应，高扭矩和高功率特性。
进气过程中，加速踏板决定节气门的位置，根据不同情况来确定进气歧管翻板位置。
中等负荷时，翻板的继续保持关闭，便于强流入气旋的形成，对燃油雾化和空气的混合有利；高速和负荷大时，为
了增加吸入空气，使参加燃烧的的空气更多，翻板被打开。
均质燃烧和均质稀燃在燃油喷射、可燃混合气的形成和燃油燃烧上基本上是一样的。
空燃比≤1。
这三种燃烧控制模式，有些只是在理论方面有优势。
现阶段采用均质燃烧的FSI 发动机。
四、国内汽车市场的汽油直喷发动机技术的应用
近年来直喷技术被很多的厂商开始采用。
燃油直喷技术最有名的是奥迪FSI ，目前，包括福特、宝马、大众、丰田等主流厂商都增加了使用这种技术。
事实上，除了大众以外，如第九代本田雅阁、国内的CX- 5等车型都配备了直喷发动机。
此外，国内江淮，吉利等自主品牌也加入了这项技术的研发。
直喷发动机缸内动力性和经济性很好，安装颗粒过滤器可以解决易产生大量微粒的问题。
不过由于采用了涡轮增压，它的工艺要求非常高，价格和维修成本也比采用歧管喷射要高。
未来技术问题解决，国内的油品改善后，有可能成为汽车标配。
参考文献：
[1]郭辰.浅析发动机燃油供给系统缸内直喷技术[EB/OL] .（2014年03月01日）[2014-03-09].http：
///engine/20140301/2306364029-2.html.
[2]陆刚.现代燃油直喷燃烧技术引领车用发动机市场[J].上海汽车，2006，（5）：40-42
[3] 吴明.FSI，世界汽车[J].汽车知识，2006（12）：42-43. ------------最新【精品】范文。
