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2014/2015
学
年
第
1
学
期
课程名称:
车辆工程发展现状
课程代码
:
14000010
论文题目
:
缸内直喷技术应用及发展现状
学生姓名
:
专业﹑学号
:
车辆工程
学院
:
机械学院
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课程
(
论文
)
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成绩
:
课程
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(
论文
)
评分依据
(
必填
)
:<
/p>
任课教师签字
:
日期:
年
月
日
缸内直喷技术应用及发展现状
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摘要:
对汽油机缸内直喷技术的发展现状和应用前景进行了介绍,<
/p>
并分析了其工
作过程中的关键技术环节,
指出来制约其发展的主要原因和问题,
并对其前景进
行了展望。
关键词:
汽油机;缸内直喷;燃油经
济性;爆燃
Application and
Development Situation Gasoline Direct Injection
Technology
Abstract:
The
status
and
prospects
of
development
of
gasoline
direct
injection
technology
was
introduced,
and
analyzes
its
working
process
of
the
key
technical
aspects,
pointing
out
that
the
main
reason
for
the
constraints
and
problems
of
its
development, and its prospects were
discussed.
Key
words:
Gasoline
engine
;
Direct
injection
;
Fuel
economy
;
Deflagration
1
引言
随着汽车给环境带来的排放污染和能源短缺问题日益严峻,
世界
各国对排放
标准法规要求也愈加严格。
我国于
< br>2013
年发布了国
V
排放标
准并于近期审查通
过了
《乘用车燃料消耗量限值》
第四阶段标准。
由于目前中国汽油车占据相当大
比例
,
所以在降低汽油车油耗和排放方面具有一定技术优势的缸内直喷技术的发
展就显得尤为重要。汽油缸内直喷
(GDI)
是提高
汽油机燃油经济性的重要手段,
近些年来,
< br>以缸内直喷为代表的新型混合气形成模式的研究与应用极大地提高了
汽油机的燃油
经济性。
据研究表明其燃油经济性可以提高
15
%左右,
HC
排放量
可减少<
/p>
30
%
[1]
。
目前汽油机缸内直喷技术虽然已经比较成熟,但其在燃烧控制、
燃油喷射、排放控制、增
压技术等方面还需进行深入研究。
2
缸内直喷技术的发展过程及应用现状
缸内直喷技术诞生于
20
世纪
20
年代,最初应用于军事技术,直到
20
p>
世纪
50
p>
年代奔驰公司生产的
300SL
才实现缸内
直喷技术在汽车领域的真正应用。此
后由于低廉的燃油价格以及电控技术的限制,
缸内直喷技术一直未能得到进一步
的发展。
2
0
世纪
70
年代,福特公司开发出一种
采用分层燃烧技术的
ProCo
[2]
系
统,由于电控技术不够成熟和成本过高以及排放超标,该系统也未能得到发展。
20
世纪
90
p>
年代以后,由于发动机制造技术的迅速提高,制造精密、性能优
良的
内燃机部件的应用和精度高、响应快的电控汽油直喷系统的应用使得
GDI
发动机的研究与应用得到快速发展。
GDI
发动机
瞬态响应好,
可以实现精确的空
燃比控制,
具有快速冷起动和减速断油能力及潜在的系统优化能力,
这些都显示
了它比进气道喷射汽油机更优越。
采用先进的电子控制技术,
< br>解决了早期直喷发
动机的控制和排放等方面的许多问题。
新技术和电子控制策略的发展使得许多发
动机制造企业重新考虑
GDI
发动机的潜在优点。
1996
年日本三菱汽车公司率先
推出
1. 8
L
顶置双凸轮轴
16
气门
4G93
壁面引导型直喷发动机;丰田公司开发
出了同时采用
GDI
和
PFI
两套供油系统的
2G
R
—
FSE
V6
发动机;
通用公司
2004
年开发出了采用可变气门定时
(VV T)
技术的分层稀燃直喷发动机;
宝马公司在低
压均质混合气直
喷
GDI V12
发动机的基础上,
2
006
年又开发出了可以实现分层
稀燃的
R6
直喷发动机;
德国大众公司
2
000
年底利用电子控制系统把与
TDI
柴
油机相似的原理用在汽油机上,开发了壁面引导型燃油分层直喷
< br>(FSI)
发动机,
并用于
Lu
po
车上,
其
100
km
的平均油耗只有
4. 9 L
,
成为世界上第一辆
5 L
汽
油机汽车;
2004
年奥迪公司开始将其
2. 0T
—
FSI
燃油分层直接喷射增压汽油
机
推向市场。
由于排放、
燃烧稳定性、
燃油品质、
性能及可靠性等方面的问
题限制了
GDI
发动机普遍应用,
G
DI
技术完全替代
PFI
技术目前仍
然存在一些技术难题。国
内外的公司和研究机构也都在积极地开发设计新型直喷发动机,
如
A
VL
公司正
在开发基于喷射引导和激光点火系统的新一代分层稀燃直喷发动机技术。目前,
国内
一汽集团、
华晨、
奇瑞、
长安和吉利等
汽车企业联合高校正在开发理论空燃
比混合气或多种燃烧模式相结合的
< br>GDI
发动机。
3
缸内直喷关键技术的现状
缸内直喷发动机的关键技术包括燃油供给与喷射系统、燃烧系统的优化设
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