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别克SIDI智能直喷发动机五大增效秘技2011年03月02日08:01东方早报[微博]我要评论(0)字号：T|T近年来，随着电子技术、计算机技术的快速发展，以及材料、工艺上的革新，助力发动机技术取得重大突破。
缸内燃油直喷技术就是当今发动机领域最为炫目的成就之一。
得益于此，直喷发动机在动力性能、节油、环保排放等各方面都有显著改进，为汽车消费者带来福音，因此被视为内燃式发动机下一阶段的必然趋势。
而别克大规模推出的SIDI直喷发动机就是其中的佼佼者。
在跨入2011年的第一时间，别克君越、君威更凭借卓越科技先行发力，将旗下2.4L车型全部换装2.4L SIDI智能直喷发动机。
尤其是高级轿车别克君越，至此拥有3.0L V6 SIDI和2.4L SIDI两款智能直喷发动机，以及2.0T SIDI直喷涡轮增压发动机，成为全系列装备直喷技术的“第一家族”，在令市场倍感振奋、竞争对手惊诧艳羡中，为这一发动机高端技术的普及化打响了第一枪。
直喷发动机究竟是何方神圣？以别克“双君”最新装备的2.4L SIDI智能直喷发动机为例。
该发动机荟萃前沿科技，最新荣膺国际权威的Ward’s Auto World发动机评选2010年度“全球十佳发动机”，是真正与国际先进科技同步的重量级尖端产品。
SIDI是Spark Ignition Direct Injection的缩写，直译为火花点燃直接喷射技术，用于标识通用汽车开发的采用智能缸内直接喷射技术的汽油发动机。
简单概括来说，别克2.4L SIDI智能直喷发动机拥有五大增效秘技：1. 缸内燃油直喷——实时调整，精确用尽每一滴油能量发动机做功依赖气缸内燃油与空气的混合燃烧，但如何让汽油与空气在气缸内形成最理想的混合，是工程技术人员一直以来孜孜以求的目标。
相对于传统的较为“粗陋”的化油器，上个世纪五十年代末期，燃油喷射技术的应用掀起了一场燃油控制系统的革命。
最开始是普通单点式喷射，喷油嘴布置在进气道内，油滴与空气早早进行混合，然后经过“长途跋涉”再进入气缸燃烧。
汽车缸内直喷技术详解汽车缸内直喷技术是一种先进的燃油喷射技术，它将燃油直接喷射到汽车发动机的燃烧室内，而不是传统的喷射到进气歧管中。
这种技术可以提高燃油的燃烧效率，降低排放，提高动力性能，是现代汽车发动机技术的重要进步之一。
本文将对汽车缸内直喷技术进行详细解析，帮助读者更好地了解这一先进技术。
1. 汽车缸内直喷技术的原理。
汽车缸内直喷技术的原理是将燃油直接喷射到汽车发动机的燃烧室内，与传统的多点喷射技术不同，传统的多点喷射技术是将燃油喷射到进气歧管中，再通过进气阀进入燃烧室。
而汽车缸内直喷技术则直接将燃油喷射到燃烧室内，这样可以更加精确地控制燃油的喷射量和喷射时机，提高燃油的燃烧效率。
2. 汽车缸内直喷技术的优点。
汽车缸内直喷技术相比传统的多点喷射技术有许多优点。
首先，它可以提高燃油的燃烧效率，因为燃油直接喷射到燃烧室内，可以更好地与空气混合，提高燃烧效率，降低燃油消耗。
其次，汽车缸内直喷技术可以降低排放，因为燃油更加充分燃烧，排放更加清洁。
此外，汽车缸内直喷技术还可以提高动力性能，因为燃油更加充分燃烧，可以提供更大的动力输出。
3. 汽车缸内直喷技术的实现。
汽车缸内直喷技术的实现需要先进的喷射系统和控制系统。
喷射系统需要能够精确控制燃油的喷射量和喷射时机，以确保燃油能够充分燃烧。
控制系统需要能够根据发动机负荷和转速等参数实时调整喷射量和喷射时机，以提供最佳的燃烧效果。
此外，汽车缸内直喷技术还需要高压喷射系统，以确保燃油能够被有效地喷射到燃烧室内。
4. 汽车缸内直喷技术的发展趋势。
随着环保和动力性能要求的不断提高，汽车缸内直喷技术将会得到更广泛的应用。
未来，汽车缸内直喷技术将会进一步提高燃油的燃烧效率，降低排放，提高动力性能。
同时，汽车缸内直喷技术还将会与其他先进技术相结合，如涡轮增压技术和混合动力技术，以进一步提高汽车的燃油经济性和环保性能。
总之，汽车缸内直喷技术是一种先进的燃油喷射技术，它可以提高燃油的燃烧效率，降低排放，提高动力性能，是现代汽车发动机技术的重要进步之一。
SIDI发动机概述SIDI是Spark Ignition Direct Injection的缩写，直译为火花点燃直接喷射技术。
通用汽车的SIDI发动机是一种采用智能缸内直接喷射技术的汽油发动机，该系列发动机还具有D-VVT电子可变双气门正时技术和ECM发动机管理模块，可以实现燃油分层燃烧和均质燃烧双模式。
SIDI发动机具有燃油经济性高、运转宁静、使用寿命长等特点。
同时，通用的SIDI发动机比业内同类产品具有适应性强的特点，可以适应中国地区的燃油品质现状，因此它是目前国内唯一真正的燃油直喷式发动机。
直喷式发动机的发展历史直喷式发动机的概念最早在1925年，由瑞典工程师Jonas Hesselman首先应用于实践。
在二次大战期间，直喷汽油发动机被德国、前苏联和美国应用于战斗机中。
战后，直喷汽油发动机被应用于极少量的高档运动型汽车，由于成本居高不下，该技术在当时的条件下不适合推广到普通汽车。
直到本世纪，直喷式汽油机才逐渐成为技术的主流，目前典型的直喷式汽油机有大众汽车FSI、通用SIDI和梅赛德斯-奔驰C GI等。
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（Wall-guided）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。
SIDI发动机的技术优势l 相对排量的动力输出高，即具有较高的升功率、升扭矩。
目前通用的3.0 SIDI发动机最高功率为276马力（203千瓦），升功率高达68千瓦/升。
最大扭矩为304牛·米，升扭矩为101牛·米/升；3.6 SIDI发动机最高功率为310马力（229千瓦），升功率为64千瓦/升。
最大扭矩为374牛·米，升扭矩为1 04牛·米/升。
对于中国消费者来说，拥有先进技术的发动机同时也成为了“娇气”的代名词。
不但需要精心呵护，而且还对国内的燃油品质极其挑剔。
然而对于凯迪拉克新CTS上装备的SIDI双模直喷汽油机来说，这些问题都得到了很好的解决。
这款不挑食的发动机，成了通用重振雄风的高技术武器。
双模式直喷+极强油品适应性=SIDI直喷引擎缸内直喷技术被誉为汽油发动机的“基因突变”。
相比原先喷入进气歧管的方式，新的缸内直喷技术以数百Bar的压力把燃油直接喷到汽缸燃烧室内，燃烧更加精准，控制更加严密。
一方面大大提升了发动机的动力性能，另一方面更是具备优秀的燃油经济性和更低的尾气排放。
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（Wall-guided）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，通过两种智能控制模式，可同时实现分层燃烧和均质燃烧，使发动机在各种工况下都具有非常优秀的动力和排放性能。
【在入门级的CTS上就装备了SIDI直喷引擎，可见凯迪拉克信心十足】这台60°夹角的3.6升V6发动机采用全铝合金设计，大大降低了发动机自重。
SIDI 直喷技术的核心是分层燃烧技术，它能够大大降低发动机在城市道路走走停停情况下的燃油消耗和尾气排放，非常适合于经常在城市中行驶。
虽然目前国内市场上也有一些装备缸内直喷技术的发动机，但是由于担心国内燃油品质，它们基本上都取消了分层燃烧技术，只能算作是“阉割”版的缸内直喷技术。
相比之下，通用的SIDI缸内直喷汽油机在进口前进行了长时间的环境与油品测试，在中国大连、北京、海南、西安等代表性地区连续进行了长达一年半的测试调校，最后使得SIDI发动机不但完好地保留了分层燃烧技术，甚至还能正常使用国内的93号汽油。
这些严格测试证明，SIDI发动机完全能够适应中国市场的需要，这也是中国市场第一款完全意义上的缸内直喷发动机。
缸内直喷汽油机技术探悉
马洪新
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2008(000)012
【摘要】对比气道内燃油喷射系统PFI的性能特点,介绍了汽油发动机缸内直接喷
射技术优势及发展面临的难题,探讨了高压涡流喷射和燃烧过程控制,指出稳定燃烧、减少排放问题是决定GDI发动机发展的关键.
【总页数】3页(P53-55)
【作者】马洪新
【作者单位】德州学院汽车工程系,山东,德州,253000
【正文语种】中文
【中图分类】U464.171
【相关文献】
1.缸内直喷汽油机颗粒捕集器(GPF)技术研究进展 [J], 温吉辉;滕勤
2.缸内直喷汽油机热平衡试验和红外热像测量技术研究 [J], 高长俊;倪计民;计维斌;;
3.缸内直喷汽油机热平衡试验和红外热像测量技术研究 [J], 高长俊;倪计民;计维斌
4.缸内直喷汽油机进一步降低燃油消耗率的低节流气门技术的评估和比较 [J],
P.FREELAND; G.JONES; M.E.KASSEM; R.KAISER; R-S.CHEN; L-W.HUANG
5.缸内直喷汽油机进一步降低燃油消耗率的低节流气门技术的评估和比较 [J],
P.FREELAND[英]; G.JONES[英]; M.E.KASSEM[英]; R.KAISER[英]; R-S.CHEN; L-W.HUANG; 高英英(译)
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浅析汽油缸内直喷（GDI）的稀薄燃烧技术汽车已经成为了我们生活中必不可少的一部分，科学技术的提升和经济实力的提高，使汽车的使用价值从最开始的代步变成了一种生活的方式、一种兴趣爱好、一种交往、溝通的方法。
因此人们对汽车的使用价值及节能的效果又提出了更高的要求，并且随着经济环境的提升，能源被大量的消耗，也迫使汽车向节能减排技术上努力发展。
而在最小的消耗中实现最大的动力，一直是人们心中迫切渴望的，发动机汽油缸内直喷稀薄燃烧技术的出现完美的解决了这一问题，它不仅能减少能源消耗，还能够降低燃油费用。
关键字：稀薄燃烧；控制技术；排放控制引言：发动机的工作原理是依靠内燃机燃烧汽油产生推动力，从而实现保障发动机的工作系统的正常运行。
发动机是汽车的动力中心，而各个气缸就是为发动机而服务的，每个气缸的具体工作范围及职责都是一样的。
并且他们的工作进程也是同步完成的。
以确保汽车能够持续不断的获得动力。
这种动力的提供者，就是在缸内不断燃烧产生爆炸力的汽油。
喷射方式的不同可以决定汽油在缸内燃烧的效率。
缸内直喷稀薄燃烧技术可以有效提高汽车动力以及减少汽车燃油消耗率。
一、稀薄燃烧方式根据气缸内涡流形式的不同，分为轴向分层稀薄燃烧和纵向分层稀薄燃烧；根据喷射方式不同，分为气道喷射（PFI）稀薄燃烧和缸内直喷（GDI）稀薄燃烧。
GDI发动机的经济性和排放特性明显优于PFI发动机。
GDI稀薄燃烧技术包括缸内气流特性（滚流和涡流）控制、采用高压旋流式喷油器的喷雾及喷射时间控制、喷射压力（2-5 MPa）控制和稀薄燃烧等。
GDI 汽油机的喷油器安装在燃烧室内，在气缸内更容易形成不均匀的混合气浓度梯度分布，消除了气道油膜蒸发量对缸内混合气质量的影响，减小泵气损失，更容易实现稀薄燃烧，且混合气A/F范围变宽，有利于进一步改善发动机的经济性和排放特性。
GDI发动机壁面导向方式通过活塞顶部燃烧室的形状将喷油器喷射的燃油导向气缸上部流动，配合燃烧室内形成的挤流，在火花塞附近形成浓混合气。
缸内直喷CNG发动机燃烧过程及NO生成率的仿真分析缸内直喷CNG发动机燃烧过程及NO生成率的仿真分析缸内直喷CNG发动机是一种利用压缩自然气（CNG）作为燃料的内燃机。
CNG作为一种清洁能源，在环保方面有很大的优势。
因此，CNG发动机的研究和开发受到越来越多的重视。
本文将对缸内直喷CNG发动机的燃烧过程及NO生成率进行仿真分析。
缸内直喷CNG发动机的燃烧过程包括第一阶段混合气的形成和第二阶段混合气的燃烧过程。
第一阶段混合气的形成过程主要受到喷油和空气进气等因素的影响，混合气稳定性对后续的燃烧过程有很大的影响。
第二阶段混合气的燃烧过程是指混合气在高温高压条件下发生燃烧反应，产生机械能，使发动机运转。
CNG燃料的化学成分主要由甲烷组成，分子式为CH4。
在燃烧过程中，CNG分子与空气分子发生反应，产生CO2、水和一定的NOx等气体。
其中，NOx是一种臭氧前体，会对环境造成严重的污染问题。
因此，燃烧过程中NOx的生成率是一个很重要的指标。
在本文中，我们采用了CFD（Computational Fluid Dynamics）计算流体力学仿真方法对缸内直喷CNG发动机的燃烧过程及NO生成率进行了仿真分析。
在仿真过程中，我们选择了标准k-ε湍流模型来描述气体的湍流流动，同时采用反应与扩散模型（EDM）来描述混合气的燃烧过程。
仿真结果表明，在CNG发动机的燃烧过程中，NOx生成率主要受到燃油质量流量和进气压力等因素的影响。
进一步分析表明，当燃油质量流量增加时，NOx的生成率也随之增加。
这是因为燃油质量流量的增加会导致混合气中氧气浓度的降低，从而导致燃烧温度的升高和NOx的生成量的增加。
另外，进气压力的增加也会导致NOx的生成率的增加。
这是因为随着进气压力的增加，空气温度的升高会对燃烧过程产生影响，燃油的完全燃烧难度加强，从而导致NOx的生成量的增加。
总体而言，本文对缸内直喷CNG发动机的燃烧过程及NO生成率进行了仿真分析。
浅谈基于汽油机缸内直喷技术的发展与排放研究论文浅谈基于汽油机缸内直喷技术的发展与排放研究论文随着石油资源越来越紧缺和近年来全球汽车总保有量日益增多,环境污染加剧,所以G D I技术的发展就是对排放控制必然的结果。
因为汽油的燃烧效率低,所以各大汽车制造企业都在研究, 采用不同途径来改进汽油的作功效率。
经过4 0多年的发展, 喷油器位于进气岐管内的汽油喷射(PFI)发动机现被广泛使用,其特点是:利用三效催化器的化学反应,稀有金属铂、钯、铑等与CO、HC和NOx等进行氧化、还原作用,变成无害的H 2O 、CO2、N2气体,排放到大气中,从而达到降低污染的目的,该汽油喷射缺点是:燃油经济性较差。
针对上述技术的限制,工程师开发出GD I技术,该技术的优势在于:在PFI技术的低排放基础上, 同时兼备有柴油喷射的负荷高时,燃油经济优良的特点;因此,近些年来,G D I发动机在高、中档轿车上逐渐使用,随装车数量的增加,制造成本的下降,G D I发动机会成为主流技术的代表,得以广泛应用。
1 GDI发动机特点与传统P F I的区别是:G D I发动机在压缩冲程中,通过安装在汽缸顶部的喷油器,将高压的汽油喷人气缸中, 汽油分子与缸内空气充分接触, 通过吸收进入空气的热量,得以蒸发;与P F I发动机的汽缸壁面吸热相比,混合气的温度大为下降,因此,GDI发动机进气状况明显改善, 发动机燃烧时的爆震现象也大为降低。
GDI发动机在传统P FI发动机基础之上,在控制原理和发动机构造都采取方案优化, 从而实现了燃烧机理和混合方式得以改进,达到节能和减排。
2 缸内直喷发动机分类及混合气原理( 1 )分层燃油喷射汽油机。
G D I系统,因为燃油是分层燃烧( F u e lStratified Injection)故又称为FSI系统。
FSI系统的诞生, 实现了汽油机能像柴油机一样直接喷射燃油,并迅速混合点火燃烧。
分层燃烧比传统的P F I发动机的燃烧效率高,由于取消了传统的节气门, 实现了电子控制,节流损失也减少、发动机的升功率也得以提高。
汽油直喷发动机技术解析作者：大白来源：《汽车与驾驶维修》2008年第04期任何事情，如果拐几道弯儿，似乎都意味着效率的降低，单刀直入显然会提高效率。
汽车工业已经发展了百多年，但是传统的进气技术却始终统治着发动机领域，直到人们发现单刀直入同样适合于发动机，才出现了“汽油直喷”这样一个革命性的技术，更为直接的喷射方式使得汽油直喷发动机的工作效率能够大大增强。
日前，比较知名的汽油直喷发动机技术主要有2种——大众的FSI和三菱的GDI。
但随着全新凯迪拉克CTS在国内的上市，同样使用直喷技术的SIDI系列发动机也初次进入国人的视线。
下而，我们就针对直喷发动机的技术特点以及优势，以大众的FSI和三菱的GDI作为具体实例进行阐述。
凯迪拉克的SIDI由于进入时间较短，在这里只是简单介绍。
汽油发动机的种类简单地讲，汽油发动机的工作原理就是把油气混合体吸入气缸，然后由火花塞进行点燃，燃烧膨胀的气体推动活塞从而达到运转的效果。
既然都是把汽油和空气的混合体吸入气缸，为何还会有这么多种不同技术的存在呢?为什么这么多厂家都要研发燃油缸内直喷技术呢?在这之前，我们先来了解一下汽油发动机的几种不同的供油方式，即化油器式、电控喷射式和本文将要阐述的直喷式。
化油器式化油器发动机是在进气管道的化油器位置上吸出汽油，与空气混合，雾化形成混合气后，经气门进入气缸进行燃烧。
化油器式燃料供给装置结构简单、工作可靠、价格便宜、维修方便。
但它的最大缺点是不能精确控制混合气的浓度，造成燃烧不完全，废气中有害成分增加，不符合当今环保的严格要求。
所以自上世纪80年代开始，出现了电子控制燃油喷射系统的发动机技术，而化油器式发动机也逐渐被淘汰。
电控喷射式电控汽油喷射发动机是通过各种传感器将发动机的各项参数以及车辆行驶状况等信号输入电子控制装置，电子控制装置根据这些信号，计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻，将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化，并与进入的空气气流混合后，进入燃烧室燃烧。
说到直喷发动机，也许你会首先想到大众的TSI发动机，直喷和涡轮增压的加持让小排量发动机同时具备了省油和大动力的特点，但是涡轮增压系统昂贵的保养维护费用一直是涡轮增压直喷发动机一大短板。
但如果仅仅增加结构简单的直喷系统，却可以在小幅提升经济性和动力性的同时，最大程度保留自然吸气发动机皮实耐用好维护的特点，这也就是通用为何大力推广SIDI直喷发动机的原因所在。
随着2011款君威和君越的上市，通用的SIDI直喷发动机产品序列正式开始国产化。
相比传统的NA（自然吸气）发动机，加入燃油直接喷射系统之后，发动机的动力和经济性都会有一定程度的提升。
虽然不如涡轮增压技术带来的提升明显，但是NA直喷发动机在保养维护上保留了传统NA发动机维护简单故障率低的特点，可以说更适合在普通家用车上使用。
那么下面，我们就通过拆解来一起了解一下这台全新的2.4L SIDI发动机吧。
在进行拆解之前，我们得先大概了解一下它Ecotec 2.4L SIDI 智能直喷发动机通用的Ecotec 2.4L SIDI 智能直喷发动机（代号LAF）是在原来的Ecotec2.4L引擎基础上改良而成。
2.4L SIDI引擎（代号LE5）继承了前者全铝结构、DVVT进排气连续可变正时气门技术、双顶置凸轮轴、16气门、双对旋平衡轴等技术特性，且在此基础上还增加了SIDI智能直喷技术。
这也是这款引擎的亮点所在。
使用了SIDI发动机的新款君威/君越，在动力提升的同时，油耗却更低在缸内燃油直喷技术的帮助下，Ecotec 2.4L SIDI发动机能够在6200转时输出137kW的最大功率，在4800转时达到240Nm最大扭矩，从发动机工况图上看，SIDI发动机的调校还是略微偏向于高转速，发力区间在3500rpm-5500rpm左右。
相比其前辈，在最大功率和峰值扭矩方面依次提升了了9.6%和6.7%，冷启动排放也降低了25%。
官方称，别克新君威和新君越在搭载该引擎后，百公里综合油耗仅为9升左右。
