典型航空发动机密封技术应用概况
密封技术是航空发动机的重要组成部分，随着现代科学技术水平的进步，对密封装置也提出了更高的要求，先进的密封结构可显著提高航空发动机的性能，自20世纪80年代以来，世界航空强国投入大量的人力和物力对先进的密封结构进行了深入研究，相继开发出了多种不同结构的新型密封技术。本文主要介绍现代航空发动机中常见的几种典型密封结构的特点、优缺点及其工程应用情况。
一、篦齿密封技术
篦齿密封是一种非接触式密封，是航空发动机中最常用的密封结构，其结构如图1所示，主要由转动件上的一系列周向篦齿及静子件上的环形圆柱面组成。密封原理是密封齿和静子间形成一系列间隙和耗散空腔，当泄漏流体通过间隙时，急剧加速膨胀，速度能量在通过耗散空腔时由湍流旋涡耗散为热能，由于流体产生节流与热力学效应，泄漏流的压力逐级降低而达到密封效果。因此篦齿的封严效率与转子和静子的径向间隙以及篦齿数目有很大关系。
篦齿密封具备结构简单和成本低的優点，但是封严效果差，工作过程中篦齿与外环的刮摩会增大密封间隙，导致泄漏量增加，并且在封严环前后压差较大的情况下，气体逸漏过程中容易激发封严环震动，带来不利影响。因此出现了几种篦齿封严的改进方式：（1）在静子件外环表面涂覆可磨损封严涂层，涂层一般为质地较软的氧化物涂层或者镀层，可以承受篦齿与外环的轻微刮摩;（2）改进篦齿封严通道，提高封严效果，比如台阶型篦齿，篦齿朝气流方向倾斜一定角度的倾斜篦齿，刀型篦齿等结构;（3）采用蜂窝阻尼外环密封技术，将蜂窝封严环通过高温真空纤焊焊接到机匣封严环表面，国外某型发动机采用蜂窝结构的封严装置后，发动力推力提高了10%以上。
二、石墨密封技术
石墨密封是密封用的石墨装在石墨座内，靠弹簧力和封严座轴向连接在一起，封严座通过铆钉与静子件连接。石墨密封是一种接触式密封装置，通过石墨环与转子相接触来达到封严目的，是航空发动机中较理想的封严装置，目前该密封结构主要用于航空发动机轴承腔的封严。
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。
FSI技术及其基本工作原理。1 FSI技术概念及其优缺点
为了解决汽油机（特别是车用汽油机）的燃油消耗率高和排污率大的问题，各国都在寻找高压缩比、稀燃和快速燃烧的方案。但是高压缩比受到汽油辛烷值和爆震的限制，稀燃受到部分负荷时着火和燃烧稳定性的制约。大众汽车公司在受到柴油机燃油喷射，副燃烧室首先着火（作为火源），副燃烧室混合气浓度高以及组织气流运动促进燃烧等思路的启发下，开发了FSI这项新技术。
FSI是Fuel Stratified Injection的缩写。意指燃油分层喷射，是直喷式汽油发动机领域的一项创新的革命性技术[5]。FSI技术是指改变传统的汽油机在进气管中将燃油与空气混合的燃油供给系统的供油方式，而采用像柴油机一样的，通过喷油器直接将汽油向气缸内喷射的供油方式。
采用燃油直喷技术的发动机，发动机能在火花塞点火之前把汽油直接喷射到燃烧室，同时在ECU的精确控制下，使混合气体分层燃烧（既可保证火花塞稳定点火，又不至于造成过多NOX生成和冒烟现象的发生）。这种技术可以让靠近火花塞处的混合气相对较浓，远离火花塞的混合气相对较稀，从而更有效的实现“稀薄”点火和分层燃烧。并且由于不用加热（进气加热使汽油挥发，密度减小）而提高了进气充量，在部分负荷时也没有因为要用节气门进行调节发动机的功率而减小了进气气阻。采用缸内直喷技术的汽油机的空燃比可以调节到比用化学计算法得出14.7:1 更稀薄的状态，从而能够将内燃机的燃料效率提高20％[6]。其局限性主要是因为空气过量而使氮氧化合物（NOX）排放增加。
采用直喷技术后，燃油以细微滴状的薄雾方式进入气缸，而不是以蒸汽的方式。这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变为可燃蒸汽时，实际上对发动机的气缸起到了冷却的作用。这种冷却作用降低了发动机对辛烷值的要求，所以其压缩比可以有所增加。正如柴油一样，采用较高的压缩比可以提高燃料的效率。采用FSI技术的另一优点是能够加快油气混合气体的燃烧速度，这使得FSI发动机和传统喷射发动机相比，更有利于废气再循环。让发动机燃烧非常稀薄的油气混合气体也就意味着其每个燃烧冲程燃烧的燃料量更少，因而产生的功率也就更小。当汽车在高速或高负荷下行驶时就会出现动力不足的情况，因此要配备一个电子系统，用以检测来自的发动机各种运转情况和探测驾驶员希望在高负载或高车速下操纵汽车，喷射脉冲就会提前在进气冲程进行更多的燃油喷射，以确保提供高负荷时所需要的大功率，而在正常情况下，诸如城市市区的低负载驾驶工况，燃油在压缩冲程延迟喷射，这时喷油系统提供极稀薄的油气混合物分层，从而提高了发动机的燃油经济性。
CA4D20TCI CA4D20TCI高压共轨增压中冷型柴油发动机
■机型特点
●CA4D20TCI柴油发动机为直列四缸柴油机，具有体积小、质量轻、性能高、噪声低、动力强劲、油耗低、
低温启动迅速、使用寿命长、适用范围广等优点。它采用双顶置凸轮轴 (DOHC)、电控高压共轨、WGT增压
中冷、EVGT增压中冷、电控EGR、滚轮摇臂、液压间隙调节器、正时同步皮带传动等先进技术，同时采用
德国BOSCH公司的CRS2.2共轨式供油系统来控制燃油的喷射，可达到欧Ⅳ、欧Ⅴ排放标准。
●超低噪音
WGT、EVGT增压中冷技术可大大缓解柴油发动机因工作粗暴产生的噪音，同时采用了滚轮摇臂和液压间隙
调节器的先进技术，消除了传统柴油机由于气门间隙所产生的噪音，解决了柴油机噪音大舒适性差的问题，
防噪效果能接近汽油机水平。
●冷起动性好
采用电脑控制（BOSCH系统）的各缸加热技术，解决了传统柴油机在寒冷地区冷启动不良影响，我公司的
发动机可在零下35℃顺利起动行驶。
●节油环保
通过电脑精确控制燃油的喷射量和喷射时间，比传统增压柴油机燃烧效率高，排放水平达到欧Ⅳ、欧Ⅴ排
放标准标准。
■适用范围
适合匹配车型皮卡、SUV、CUV等中高档车辆 CA4D28CRZ-HC
公司生产的CA4D28CRZ、CA4D28CRZL系列发动机应国内外广大客户的需求分别开发了四种机型，皮卡
系列、面包系列、轻卡系列、中巴客车系列。
CA4D28CRZ 型增压柴油机是采用电控高压共轨式新供油技术，并加以增压的柴油机，排放性能达到国Ⅲ要
求，其动力性，经济性，启动性能、运转平稳性，噪声水平明显比传统柴油机优越。
这两种机型供油系统为德国 BOSCH 公司的高压共轨式供油系统。该供油系统主要由各种传感器、 ECU 、
各种执行器及连接线束组成 , 系统最大供油压力为 160MPa, 供油过程由 BOSCH EDC16C39 型电控单元
(ECU) 进行自动控制。 ECU 除了直接控制供油系统内的有关执行器外 , 还控制 EGR 系统、空调、电风扇
