缸內直噴技術，是指將噴油嘴設置在進排氣門之間，高壓燃油直接注入燃燒室平順高效地燃燒，缸內直噴所宣揚的是通過均勻燃燒和分層燃燒實現了高負荷、尤其是低負荷下的燃油消耗降低，動力還有很大提升的一種技術。在對能源和環保要求日趨嚴格的今天，即使是多點燃油噴射這樣的技術也不能滿足人們的要求了，于是更為的燃油噴射技術誕生，那就是缸內直噴技術。缸內直噴就是將燃油噴嘴安裝于氣缸內，直接將燃油噴入氣缸內與進氣混合。噴射壓力也進一步提高，使燃油霧化更加細致，真正實現了精準地按比例控制噴油并與進氣混合，并且消除了缸外噴射的缺點。同時，噴嘴位置、噴霧形狀、進氣氣流控制，以及活塞頂形狀等特別的設計，使油氣能夠在整個氣缸內充分、均勻的混合，從而使燃油充分燃燒，能量轉化效率更高。對于缸內直噴技術，大家是否想要了解更多呢？下面賢集網小編來為大家介紹缸內直噴技術的優缺點、缸內直噴技術預防積碳方法、缸內直噴技術原理、缸內直噴技術與歧管噴射的本質區別及缸內直噴技術關鍵部件組成。一起來了解下吧！
缸內直噴技術的優缺點
一、優點
1、大負荷或全負荷工況時,缸內直噴發動機在進氣行程中將燃油噴入燃燒室,由于油束的移動速度小于活塞的下行速度,使得油束周圍的壓力較低,燃油迅速擴散蒸發,進而形成均質燃燒混合氣。另外,燃油蒸發吸收熱量使缸內溫度降低,增強了抗爆震性能。因此缸內直噴發動機可以用較高的壓縮比,提高了發動機的熱效率，一般可提高至 11~14。另外由于缸內溫度降低,提高了充量系數,可發出較大的功率。當發動機在低負荷運行時,在壓縮沖程時刻進行燃油噴射,利用缸內滾流的運動促進油氣混合,最后在火花塞電極附近形成適宜點火的油氣,并且油氣濃度在整個燃燒室內呈現梯度分布,可實現較大的空燃比,從而提高發動機的經濟性。同時,分層燃燒模式使燃燒發生在燃燒室的中心區域,燃燒被周邊的空氣隔絕,降低了熱量損失,進一步降低了燃油消耗率。
2、缸內直噴發動機在中、小負荷工況時采用分層燃燒模式,燃油濃度梯度呈現梯度分布,即在缸壁附近分布的大部分是空氣,有效地防止了熱量傳遞給缸體水套,提高了燃燒的熱效率。
3、進氣道噴射發動機在冷起動過程中,缸內溫度低,油氣蒸發不完全,致使實際噴油量遠遠超過了按理論空燃比計算得到的噴油量,而且在冷起動時易出現失火或不完全燃燒現象,使 HC排放增加。相反,缸內直噴技術發動機可以的控制每個循環的空氣與燃油比例,結合分層燃燒直接起動技術,可以降低冷起動時的 HC 排放,瞬態響應好。
4、缸內直噴發動機采用質調節,根據各缸的實際需求進行燃油噴射,可減少各缸之間的差異,提高各缸均勻性,一般與進氣道噴射汽油機相比缸內直噴發動機的各缸均勻性可以控制在 3%以內。
二、缺點
盡管缸內直噴技術有上述優點，但也存在缺陷，其中的問題就是易積碳。由于缸內直噴汽油發動機的燃料與空氣混合的時間要比歧管噴射短得多，可燃混合氣混合不夠均勻，缺氧的燃油會發生裂解、脫氫，造成燃燒不充分，最后生成碳煙微粒；而歧管噴射混合時間長，可燃混合氣在點燃之前，混合已經比較充分，缺氧的燃油部分少，燃燒充分，碳煙微粒相對較少。除此之外，直噴由于是直接用高壓噴油嘴在氣缸內噴射汽油，會使得部分燃油噴射在汽缸壁、活塞頂部、缸蓋等部分，被活塞上下做功的過程中帶起的潤滑油膜吸附，造成燃燒不充分。積碳的危害很多，堅硬的積碳沉積在發動機燃燒室，會劃傷發動機金屬部件，使發動機磨損嚴重。沉積在活塞槽內的積碳還會影響活塞環向外的彈性張力，造成缸壓衰退，竄氣嚴重。沉積在潤滑系統的積碳還會造成潤滑不良，油耗增大，功率下降，嚴重時會堵塞油道，造成拉缸等嚴重后果。因此保養成本高。
缸內直噴技術預防積碳方法
1、使用清潔的汽油；汽油越清潔其膠物質和石蠟就越少，通過添加汽油清潔劑也是一種可取的做法。
2、培養良好的駕駛習慣；盡量不要長時間低轉速行駛，不要低轉速換擋，在這種情況下會發生汽油燃燒不充分，容易產生積碳。
3、定期清潔保養；按時做足常規保養，定期限清洗進氣系統的氣道、氣門、油路等容易形成積碳的部位。
4、定期拉拉高速，讓發動機高速運轉自行清除輕微積碳。
缸內直噴技術原理
1、這一技術是用來改善傳統汽油發動機供油方式的不足而研制的缸內直接噴射技術，先進的直噴式汽油發動機采用類似于柴油發動機的供油技術，通過一個活塞泵提供所需的100bar以上的壓力，將汽油提供給位于汽缸內的電磁噴射器。然后通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當的時間直接注入燃燒室，其控制的度接近毫秒，其關鍵是考慮噴射器的安裝，必須在汽缸上部留給其一定的空間。由于汽缸頂部已經布置了火花塞和多個氣門，已經相當緊湊，所以將其布置在靠近進氣門側。由于噴射器的加入導致了對設計和制造的要求都相當的高，如果布置不合理、制造精度達不到要求導致剛度不足甚至漏氣只能得不償失。另外FSI引擎對燃油品質的要求也比較高，目前國內的油品狀況可能很難達到FSI引擎的要求，所以部分裝配了FSI的進口高爾夫出現了發動機的水土不服。
2、此外，FSI技術采用了兩種不同的注油模式，即分層注油和均勻注油模式。
3、發動機低速或中速運轉時采用分層注油模式。此時節氣門為半開狀態，空氣由進氣管進入汽缸撞在活塞頂部，由于活塞頂部制作成特殊的形狀從而在火花塞附近形成期望中的渦流。當壓縮過程接近尾聲時，少量的燃油由噴射器噴出，形成可燃氣體。這種分層注油方式可充分提高發動機的經濟性，因為在轉速較低、負荷較小時，除了火花塞周圍需要形成濃度較高的油氣混合物外，燃燒室的其它地方只需空氣含量較高的混合氣即可，而FSI使其與理想狀態非常接近。當節氣門完全開啟，發動機高速運轉時，大量空氣高速進入汽缸形成較強渦流并與汽油均勻混合。從而促進燃油充分燃燒，提高發動機的動力輸出。電腦不斷的根據發動機的工作狀況改變注油模式，始終保持最適宜的供油方式。燃油的充分利用不僅提高了燃油的利用效率和發動機的輸出而且改善了排放。
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缸內直噴技術與歧管噴射的本質區別
傳統的發動機是在進氣歧管中噴油再與空氣形成混合氣體，最后才進入到氣缸內的。在此過程中，因為噴油嘴里燃燒室還有一定距離，微小的油粒會吸附在管道壁和氣門上，而且汽油與空氣的混合受進氣氣流和氣門關閉影響較大；而缸內直噴是直接用高壓噴油嘴將燃油噴射在氣缸內，直接與空氣混合。ECU可以根據吸入的空氣量地控制燃油和噴射量和噴射時間，高壓的燃油噴射系統可以是使油氣的霧化和混合效率更加優異，可以使混合氣體燃燒更加充分，在不增加排量的情況下提高功率和扭矩，從而降低油耗，提高發動機的動力性能。此外直噴技術還有通過汽油冷卻抑制爆震、提高壓縮比和容積效率等正面效果。
?關鍵部件組成
1、氣缸蓋
氣缸蓋是 GDI 發動機的關鍵部件,尤其是缸蓋中燃燒室部分及氣道結構對氣流運動、混合氣形成、火焰傳播等起著至關重要的作用。
2、進氣管
對于采用分層燃燒模式的GDI發動機,為了增加進氣充量及增強進氣滾流,不但對進氣管的管徑、管長、諧振腔的容積有特殊的要求,而且往往增加可變滾流和可變管長等結構。這樣不但進氣管結構變得復雜,制造成本較高,而且性能開發和匹配標定的難度也較大。而對于同時采用渦輪增壓的缸內直噴發動機來說,由于進氣增壓的作用,在發動機大部分工況下進氣管內均為正壓,一般可達 0.2MPa 左右,對進氣管的強度要求高,同時發動機本體或整車需要另外增設真空泵滿足系統對真空度的需求。
3、高壓油泵
GDI 發動機的噴油壓力一般在 10-15MPa 左右,以保證燃油霧化質量及合適的貫穿距離。高壓油泵一般由安裝在進氣凸輪軸上的 4 山凸輪驅動,升程在 2.5-4mm 之間,升程對高壓油泵的選擇十分重要,直接影響著冷起動時直噴系統的建壓時間,升程需根據發動機性能需求、滾輪挺柱壽命、驅動凸輪型線及制造工藝等因素綜合設計,一般 3.5mm 左右的升程即可滿足使用需求。
4、噴油器
噴油器是直噴系統的核心部件,噴油器在燃燒室內的布置方式、噴嘴結構形式、油束的噴霧形狀都直接影響燃油的霧化、油氣混合及燃燒過程,最后影響發動機的性能。另外噴油器噴嘴置于燃燒室內,受燃油品質量影響較大。如果燃油的油品質不好,燃燒不充分,極易生成積碳并堵塞噴嘴,影響噴霧質量及噴油器自身的壽命。
5、活塞
缸內直噴發動機的活塞頂面形狀對燃燒室內氣流的運動及混合氣的形成有很大的影響,因此缸內直噴發動機都將活塞作為關鍵部件進行重點的設計和開發。無論是壁面引導、氣流引導還是噴射引導,都需要特殊的活塞頂面凹坑相適應,從而達到較為理想的油氣混合效果,形成油氣濃度的均質分布或梯度分布,保證燃燒的順利進行。
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上述是賢集網小編為大家講解的的缸內直噴技術的優缺點、缸內直噴技術預防積碳方法、缸內直噴技術原理、缸內直噴技術與歧管噴射的本質區別及缸內直噴技術關鍵部件組成。現在，大家對缸內直噴技術有所了解了吧？不過，正如諸位所看到的現狀，如今的汽車發動機領域，缸內直噴汽油發動機技術只不過是近幾年才出現在人們面前，而那段歷史也告訴了我們，這并不是一個新誕生的技術，說車企是在炒歷史的冷飯也不為過。那缸內直噴技術為什么沒能從誕生那天起就被一直延續下來呢？事實上，在奔馳將這種技術的發動機裝配量產車后的20年里，眾多廠商仍舊不懈地改進這種發動機，使其省油的優勢被充分發揮，的確，缸內直噴技術可降低發動機的燃油消