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高压迸发的力量 汽油缸内直喷技术详解 图

发布时间:2010年08月18日 15:49 | 进入汽车论坛 | 来源:汽车之家

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  对于一台汽油发动机来说,将汽油送入汽缸,并与空气混合,再使油气混合物充分燃烧才能获得强大的动力,因此油气混合技术也是发动机的关键之一。在经历了化油器、单点电喷、多点电喷技术阶段之后,油气混合技术终于进入了直喷时代,越来越多的车型开始采用直喷发动机,那么直喷发动机的技术关键点都有哪些呢?下面就为大家逐一解析。

  高压喷油系统可以说是直喷发动机最关键的系统,与以前油气在进气歧管内混合,然后被负压吸入发动机不同,直喷发动机是用高压喷油嘴将燃油喷入汽缸,由于汽缸内压力已经很大,因此需要喷油系统具备更大的压力。

『组成高压喷油系统的四个主要部分』

  高压喷油系统主要可以分为发动机控制模块(ECM)、高压油轨、高压油泵和喷油嘴四部分,其中ECM主要采集发动机数据,按照预定程序控制喷油时机和喷油量,从而实现最高燃烧效率;而高压油泵则主要负责燃油的加压,高压油轨主要起均衡各喷油嘴喷射压力的作用,而最终的喷油任务则由喷油嘴来执行。此外,还有多个传感器提供燃油压力等信息,确保整个系统的高效率。

『一汽展示的动力总成上的ECM(右侧)』

  ECM(或称ECU)不仅是直喷发动机的关键部分,也是所有技术较新的内燃机的重要组成部分,这个部分涉及到芯片、执行器、软件等多个环节,其中任何一个环节缺失都无法实现量产装车。目前ECM技术还是为国外企业所把持,在技术上已经比较成熟。部分自主品牌虽然也初步具备了ECM的制造能力,但是在软件的匹配、执行器的可靠性等环节还有不少问题尚待解决,不过就跟变速器技术一样,这样的关键技术一旦取得突破,自主品牌厂商将受益匪浅。

『通用Ecotec系列2.0直喷发动机上所用的高压油泵,制造商为博世』

  高压油泵则是燃油加压的关键环节,在低压油泵将燃油送到高压油泵之后,高压油泵可以将汽油加压到十余兆帕的压力(这是普通汽油泵压力的三四十倍),并将其送入油轨。高压油泵通常是由凸轮轴带动,内部则有双头或者三头凸轮加压(如福特ECOBOOST系列发动机的“9号凸轮”)。在高压油泵上还集成了电子油轨压力调节器(FRP),它是一个由ECM控制的电磁阀,ECM以脉冲宽度调制的方式控制油压调节器,油压调节器控制着高压燃油泵的进口阀,从而控制燃油压力,当驱动线路失效时,高压油泵进入低压模式,发动机仍可应急运行。

『瑞麒G5采用的2.0TGDI发动机同样使用博世的高压油泵』

  高压油泵和油轨这样的部件对工作环境和制造精度要求很高,一些传统的柴油高压设备制造商如博世在这方面具有丰富的经验,因此即便是通用的直喷发动机,其高压油泵也是由博世提供,而作为自主品牌推向市场的第一款直喷汽油机,瑞麒G5上的2.0TGDI发动机同样使用了博世的高压油泵。

『高压油轨基本结构图』

『通用Ecotec系列2.0直喷发动机上所用的高压油轨和喷嘴』

  『高压喷油嘴结构示意图:①高分子密封圈 ②喷嘴针阀 ③衔铁 ④电磁线圈 ⑤细滤器』

  经过油泵加压之后,汽油进入高压油轨,在高压油轨稳定压力后,由于油轨和燃烧室之间存在压力差,高压油泵动作之后汽油即喷入汽缸内。喷嘴内部还有电磁阀,可以实现对喷油量和时机的控制,其控制精度要求很高,同时由于喷嘴的位置从进气歧管移到了汽缸内,工作环境和温度都发生了很大变化,对其可靠性的要求也大大提高。

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