文档介绍：当代缸内直喷式汽油机(一)汽油机缸内直喷

　　范明强　　教授级高级工程师，曾任中国第一汽车集团企业无锡研究所发动机研究室主任、湖南飞跃动力科技有限企业轿车柴油机项目部总工程师、无锡柴油机厂高级技术顾问和多所高校客座教授。她有着四十余年车用发动机研发经验，曾前后主持过多个机型的开发工作和国家“八五”关键科技攻关项目――“汽车发动机电子控制技术”，荣获国家重大科技结果奖、国家科技进步二等奖和汽车工业科技进步二等奖，并出版《汽车发动机电控汽油喷射技术》和《当代汽车电子控制技术和装置》等专著。
　　第一篇概论
　　1　缸内直接喷射是当代汽油机的发展方向
　　汽油机的发展经历了100多年的漫长历史，其中含有里程碑意义的发展阶段无不是以油气混合方法和机理的变迁为标志的。
　　早期的化油器式汽油机依靠化油器喉口气流流速增加所产生的真空度将汽油吸出被高速进气空气流雾化和汽油油滴本身的蒸发而和空气形成可燃混合汽。油气混合比取决于化油器喉口的设计和量孔直径，负荷的调整是由节气门的开度来调整进入汽缸的油气混合汽量来实现的，所以属于混合汽外部形成的量调整方法，且没有任何反馈控制。因为汽油一空气混合汽能在相当宽的空燃比范围内点燃，这种不太准确的控制对早期汽油机的正常运行并不存在什么问题。
　　不过。伴随世界工业化的发展，汽车成为不可或缺的关键交通工具，而作为汽车关键动力的这种化油器式汽油机废气中的有害成份对大气造成了污染，而燃烧产物CO2又产生“温室效应”造成全球气候变暖。伴随汽车数量的和日俱增，对人类生存环境的危害日趋加剧。所以汽车的节能减排已成为全球刻不容缓需要处理的主要问题。
　　从20世纪70年代末80年代初开始，化油器逐步被电控喷油系统所替换，其关键原因就是使用三元催化转化器对废气进行净化的需要。为了同时降低汽油机废气中CO、HC和NOx三种有害气体的排放，空燃比必需准确地控制在化学计量比上。而电控喷油系统可利用氧传感器对空燃比进行准确的反馈控制。提升三元催化转化器的废气净化效率。
　　汽车废气排放标准对有害物排放限值的加严也促进电控喷油技术的不停改善。电控喷油系统早期的设计是在进气总管中的节气门处用一个喷油器进行单点喷射，到各个汽缸之间有相当的距离，大量的汽油附着在这段进气管的壁面上，不能均匀立即地进入汽缸和空气混合。为了提升各汽缸之间供油的均匀程度，并改进在变工况时对空燃比的控制，单点喷射逐步被每缸一个喷油器在进气门口周围的进气道中的多点喷射所替换。早期的多点喷射采取各个喷油器“同时喷射”或两缸一组的“分组喷射”方案，喷油时部分汽缸的进气门处于开启状态，而另部分汽缸的进气门则处于关闭状态。为了使得各个汽缸间的油气混合过程相同，以降低部分汽缸的HC排放，“同时喷射”和“分组喷射”又被更完善的按点火次序各缸进行“次序喷射”所替换。
　　不过，当代汽油机的这种“进气道喷射喷射”系统仍没有从根本上完全摆脱传统的混合汽外部形成方法，并仍然存在冷开启时和暖机期间HC排放高的问题。这种进气道喷射汽油机在～的压力下将汽油以较大的油滴喷向进气门的背部和进气口周围的壁面上，只有少许的汽油能够在油滴抵达壁面形成油膜之前直接在空气中蒸发。汽油的蒸发和和空气的混合关键依靠进气门和进气道壁面的高温和进气门打开时灼热的废气倒流和冲击。这种混合汽形成方法在发