文档介绍：当代缸内直喷式汽油机(九)
第三篇 关键机型介绍 三菱滚流一壁面蒸发分层燃烧直喷式汽油机 1 序言 三菱汽车企业经过10年的潜心研究。开发出了以GDI作为注册商标的4G93型GDI直喷式汽油机，并于1996年8月开始批量生产。这是世界上第一款量产的当代缸内直喷式汽油机，首先搭载于Galant轿车和Legnum旅行车上，曾在1997年北京国际汽车、摩托车及工艺装备展览会上展出过。三菱GDI直喷式汽油机的问世在当初引发了世界汽车工业界的高度关注，被认为对未来汽油机技术的发展和变革含有划时代意义，开创了汽油机节能减排的新篇章。
1998年2月，三菱企业又研制成功了第二款4G15型GDI直喷式汽油机。它是为顺应废气排放法规的加严，在4G93型直喷式汽油机基础上改善了喷油和燃烧混合控制技术，使发动机的排气净化水平得到了深入提升，并于1999年2月搭载于MRDC轿车推向市场。
2 控制策略
三菱4G93型GDI直喷式汽油机是以批量生产的4G93型进气道喷射汽油机为基础开发而成的。图65是发动机纵、横剖面图，图66是其系统示意图，表1是两种发动机关键技术参数的比较。
三菱GDI直喷式汽油机为了在部分负荷时能取得比柴油机更加好的燃油经济性，而在高负荷时又能达成比传统多点进气道喷射汽油机更加好的动力性能，在混合汽形成和燃烧过程组织方面采取了以下的控制策略：
在部分负荷时采取在压缩行程后期的晚喷油模式，以取得稳定而显著分层的充量，实现超稀薄混合汽分层燃烧，可显著地降低燃油耗。即使发动机能够在超出100的空燃比下完全无节流地稳定运行，不过在这个区域为了在节气门后形成一定的真空度而能引入大量EGR有效地降低NOx排放，发动机仍略被节流，空燃比被控制在30～40范围内，因为在空燃比超出30的情况下，燃油经济性的改进效果和空燃比的关系并不显著，所以选择这么的空燃比完全能够达成足够的节油效果。
在三菱GDI直喷式汽油机问世之前，早期的直喷式汽油机为实现分层混合汽燃烧大多采取紧凑的空间部署，即火花塞跳火间隙离燃油锥形油束较近，关键依靠点燃喷射油束外围浓混合汽的“油束引导燃烧”方法。即使已经证实这种部署形式能够实现稳定的燃烧，不过因为存在难以实现完全燃烧而HC排放高、火花塞轻易结焦、稳定燃烧的运行范围受到限制和高负荷运行工况性能不良等弊病，阻碍了这种混合汽形成和燃烧机理的推广，曾一度使得直喷式汽油机的发展停滞不前。为此，三菱企业首次采取喷油器和火花塞远距离部署型式，燃油喷束不是紧靠着而是远离火花塞，向活塞顶面喷射，并在撞击到活塞顶球形燃烧室凹坑后在滚流的带动下再转向火花塞，使得喷油终了和火花点火之间的时间间隔较长，足以促进燃油的蒸发，并实现和周围空气的有效混合，所以早期直喷式汽油机因液体燃油或火花塞周围过浓混合汽所引发的那些问题得以处理。控制油气混合的基础要素是，油束或气态混合汽在油束撞击的活塞顶凹坑壁面上的转向。和用涡流控制油气混合的方法不一样，这种方法几乎不受发动机转速的影响，这就确保了在宽广的转速范围内全部能取得满足要求的油气混合。
当负荷超出50％时，即使在无节流运行的情况下，分层燃烧也会像柴油机燃烧一样生成碳烟，所以这时就应立即地转换到早喷油模式，形成预混合化学计量比均质混合汽，这么就能取得和进气道喷