《汽车发动机缸内直喷技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机缸内直喷技术（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、XX大学本科毕业设计（论文）题 目:汽车发动机缸内直喷技术学生姓名：学 号：专业:年 级：指导教师:教务处制目录摘要错误!未定义书签。1前言。错误!未定义书签。2缸内直喷发动机的特点。错误!未定义书签。3缸内直喷发动机混合气形成的原理。错误!未定义书签。3. 1分层燃烧。错误!未定义书签。3 .2均质稀燃。错误!未定义书签。3.3均质燃烧。错误!未定义书签。4 缸内直喷发动机燃油喷射系统的结构。错误!未定义书签。4.1系统概述错误!未定义书签。4.2进气系统错误!未定义书签。4.3喷油系统。错误!未定义书签。5大众1.8TSI发动机数据流分析。错误!未定义书签。6故障案例分析错误!未定义书签。
2、6.1途观发动机故障灯亮错误!未定义书签。6.2途观无法启动错误!未定义书签。总结错误!未定义书签。谢辞。错误!未定义书签。参考文献。错误!未定义书签。汽车发动机缸内直喷技术摘要大众轿车在国内首先采用了FSI发动机技术，采用该项技术的发动机具有节 能，高效，低排放的优点，已成为车用汽油发动机一个十分重要的发展方向。本文 首先介绍了FSI技术概念及其优缺点。在与进气道喷射发动机比较的基础上，研 究了FSI技术在充气系统、燃油系统和的工作原理，重点分析了FSI发动机分 层充气、均质稀混合气、均质混合气三种模式以及燃油系统的结构和工作原理。 借鉴于柴油机的燃油喷射技术，大众发动机采用了分层注油和均匀
3、注油两种模 式。FSI技术有很大的发展潜力，将得到更大发展并将取代目前的进气道喷射技 术。而本文还主要是对FSI发动机的工作原理进行了分析，并通过列举案例，对FS I发动机的常见故障进行分析、排查，提出解决方案。关键词：FSI发动机;工作原理；分析与排查A u tomo bi le En g i ne Cyl i nder Direc t In jec t ion Techno logyAb s t ractAuthorT ut or:V o Iks w agen car was used fi rs tly in Ch i na FS I en gin e tech n ology, the
4、 te c hnolo g y o f en gi ne h as th e adv a ntages of e n ergy saving, h ig h effic i e n cy, lo w emiss i ons o f the advanta g es of g a soline engine, has b e come a very im p ortan t d evelop m en t direction. T h is pap e r firs t i ntr odu c ed t he FSI techno logy co n cept and i t s advant
5、ag es a n d disadv a nt a ges. I n th e inlet and je t e ngi n e ba sed on the comparis on, h a s studied th e FSI t echnolog y in pn eumat ic s yste m, fue l s yste m and the workin g p rinci p l e s, f o cusing o n a na lysis of FSI eng in e, hom ogeneous stratified charge lean mix t u r e, h o m
6、oge neou s mi xt ure of thre e kinds o f modes o f the f u el sy s t em st ru cture and worki n g p ri n ciple. In t he d iesel fuel injec t i o n technology, Volkswage n eng i ne uses a h iera r chical oiling and u n i f orm filling two k in d s o f m o de. F S I tech no log y h as great pot e ntia
7、l for deve l opment, will b e bigger an d will replace the c u rre n t port inje c ti o n tech n ol o g y . Andthis pa per a lso focus e s on the F SI e nginew o rking principle i s an a lyz ed, an d t hro ugh the l ist of cases, the FSI engine s common fault analysis, investigation, put forwar d s
8、o lutions.K e y word s : f s i eng i ne; c om m on fau 1 ts;a n a 1 ysi s a n d investiga t ion1前言近年来，为了解决车用发动机排放造成的环境污染问题和日益严峻的能源问 题，世界各国开发了许多发动机新技术。如汽油缸内直喷、自发点火、复合火花 点火、涡轮增压、可变压缩比、可变排量、全电子控制气门等技术，其中大众汽 油机缸内直喷技术无论在节能还是在降低排放效果方面均十分明显，已成为车用 汽油机一个十分重要的发展方向。而本文所探讨的对象主要是FSI发动机。FS I是Fu e l Stratified Inj
9、ect i on的字母简写，中文意思是燃料分层喷射 技术,它代表着今后引擎的一个发展方向1。FSI发动机，就是“缸内直喷发动机”，“直喷式汽油发动机”。它最大地优化了进气混合效率，使高效节油和大功率输出不再矛盾。大众 FSI增加了火花塞点燃式发动机的扭矩和输出，同时增加了 15%的经济性，为 降低排放奠定了基础。与常规的点燃式发动机相比,FSI可将燃油直接喷入燃烧 室，降低了发动机的热损失，从而增大了输出功率并降低了燃油消耗。论文以理论为基础，实际相结合。重点论述缸内直喷发动机的结构和工作原 理，在工作中收集一些直喷发动机的故障案例在论文中进行分析。论文能够对日 常工作中的缸内直喷发动机的检修
10、起到很好的的理论指导作用。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮轴位置以及发动机各相关数据从而 控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。汽油在歧管内开始混合，然后再进入到汽缸中 燃烧。空气跟汽油的最佳混合比是14.7/1 （也叫理论空燃比），传统发动机由于 汽油跟空气是在进气歧管内混合，所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力 性和经济性。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进 气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，这就让理 论空燃比很难达到。现代汽油机的这种“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式，并依然存在冷启动时和暖机期间HC排
11、放高的问题。这种 进气道喷射汽油机在0.30. 5MPa的压力下将汽油以较大的油滴（直径二1 50 300um）喷向进气门的背部和进气口附近的壁面上，只有少量的汽油能够在油滴 到达壁面形成油膜之前直接在空气中蒸发。汽油的蒸发和与空气的混合主要依靠 进气门和进气道壁面的高温以及进气门打开时灼热的废气倒流和冲击。这种混合 汽形成方式在发动机稳定工况下尚可满足要求，但在变工况（如车辆加速时）和发 动机冷启动时汽油的蒸发和油气混合严重不足。不得不过量喷油，然而这将造成 大量未燃HC经排气门进入三元催化转化器。特别是在冷启动时，三元催化转化 器正处于低温状态而尚未达到起燃温度，这样就会造成很高的有害物排
12、放，成为 车辆达到废气排放标准限值的主要障碍之一。尤其是从国3排放标准开始，取消 了最初的40s暖机阶段，而是从冷机一启动就开始进行排放测试，那么冷启动的 排放问题将变得更为突出。据，有关统计资料表明，在与我国汽车排放标准测试循 环相似的新欧洲行驶循环（NEFZ）以及美国城市标准测试循环（）中，冷启动排放 量占总排放量的份额最多可高达90%，可见发动机冷启动排放的影响之大。汽油缸内直接喷射从油气混合机理上可以解决上述变工况（如车辆加速时） 和冷启动时油气混合不足的问题。早期的缸内直喷式汽油机因喷射技术水平的限 制,喷雾油滴的直径约为80 um。计算表明，一滴这样大小的油滴在2 0 0 空 气中
13、需要大约5 5ms才能完全蒸发。如果发动机的转速为1500r / min的话，这段时间相当于4 9 5CA（曲轴转角）。显然,蒸发时间过长。在这种情况下油气混 合不能主要依靠喷雾来实现。随着汽油喷射技术的进步，现代缸内直喷式汽油机 应用的汽油泵的供油压力已达到51 2MPa。又采用带旋流的喷油嘴，雾化性能 得以提高，喷雾的油滴直径约为20 um,喷雾锥角可达5 0100,常压下的贯穿 度约为10 0 mm。此时一滴2 0 um的油滴在上述同样情况下仅需3. 4ms或 31CA就能完全蒸发，因而汽油的蒸发和与空气的混合可主要依靠喷雾来实现， 再加上缸内空气运动的辅助，变工况（如车辆加速时）和冷启
14、动时不再需要过量喷 油,冷启动喷油量得以大大减少（图2-1），有害物排放也将大为降低。同时，由 于汽油直接喷入汽缸内，消除了进气道喷射时形成壁面油膜的弊病。特别是在发 动机尚未暖机的状态下，因而能改善变工况时对空燃比的控制，不但能改善车辆 的加速响应性，而且还能降低此时的有害物排放。高压喷油嘴是直接向气缸内喷射燃油的。而传统发动机的喷油嘴则安排在了1-喷油嘴2进气门3-火花塞图2-1缸内直喷发动机燃烧室结构3缸内直喷发动机混合气形成的原理理论上,FSI发动机有至少两种燃烧模式:分层燃烧和均质燃烧，有人还把均 质燃烧模式细分为均质稀燃模式和均质燃烧模式。从FSI所代表的Fuel Stra tif
15、ied Injection含义上看，分层燃烧应该是FSI发动机的精髓与特点，不 过也可以理解为它的研发起点和基础。3.1分层燃烧分层燃烧的好处在于热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成 工作能量。分层燃烧模式下节气门不完全打开，保证进气管内有一定真空度（可 以控制废气再循环和碳罐等装置）。这时，发动机的扭矩大小取决于喷油量，与 进气量和点火提前角关系不大。分层燃烧模式在进气过程中节气门开度相对较大，减少了一部分节流损失。 进气过程中的关键是进气歧管中安置一翻版,翻版向上开启（原理性质，实际机型 可能有所不同）封住下进气歧管，让进气加速通过，与形活塞顶配合，相成进气 涡旋。分层燃烧时喷
16、油时间在上止点前6 0。至上止点前45，喷射时刻对混合气 的形成有很大影响，燃油被喷射在活塞顶的凹坑内，喷出的燃油与涡旋进气结合 形成混合气。混合气形成发生在曲轴转角40至50。范围内，如果小于这个范 围，混合气无法点燃,若大于，就变成均质状态了。分层燃烧的空燃比一般在1.6 3之间。点火时，只有火花塞周围混合状态较好的气体被点燃，这时周围的新鲜空气 以及来自废气再循环的气体形成了很好的隔热保护，减少了缸臂散热，提升了热 效率。点火时刻的控制也很重要，它只在压缩过程终了的一个很窄的范围内。均质稀燃模式混合气形成时间长，燃烧均匀，通过精确控制喷油，可以达到 较低的混合气浓度。均质稀燃的点火时间选择范围宽泛，有很好的燃油经济性。均质稀燃与分层燃烧的进气过程相同，油气混合时间加长，形
