汽车燃油系统的工作原理(解析发动机燃油喷射技术)
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汽车燃油系统的工作原理(解析发动机燃油喷射技术)
发动机燃油喷射技术主要有三种：进气歧管喷射技术 / 缸内直喷技术 / 复合喷射技术，其中最为广泛的是缸内直喷技术，又称为GDI。
缸内直喷发动机的工作原理
工作原理：将喷油器的开口置于燃烧室内，将燃油直接喷到气缸，并与进气口进入的空气 混合，需要控制气缸内部的压力大小， 其对于喷油 器采用较大的压力，加强燃油雾化效果，还可以通过对喷油嘴的 形状和位置的设计来加强雾化的效果，且提高混合气的混合均匀度，还能提高对于燃油的充分燃烧效率，减小有害气体的排放。
缸内直喷发动机的控制系统
缸内直喷发动机电控系统：空气供给系统、控制系统、燃料供给系统。
空气供给系统：其作用是通过发动机的负载情况，确认发动机的空燃比，计算该工况下燃烧室的空气进入量，适应这种情况下空燃比的要求，其中节气门和空气流量计对于精确控制空气供给量的作用非常关键。空气流量计由于测量方式的差异，细分为热线式、卡门卧式和板式。节气门体的功能是调节气缸的空气进入量，由节流阀、节气门驱动机构、节气门开度传感器组成。
燃料供给系：其作用是通过 ECU 综合相关输入信息的方式计算这种工况下的空燃比，准确控制燃料供给量的喷射时间和大小，由燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、喷油器、调压器构成。燃油泵的功能是把燃料按提前设置的流量和压力向喷油器供油。调压器用来确保进气管压力和供给喷油器的燃油压力之间的差异为定值。喷油器的功能是通过 ECU 输出的控制信号，并采用调整针阀的开启时间来控制喷油量。
控制系统：由传感器、执行器、电控单元组成。传感器的功能是测量发动机工作的各种状态参数，且把感知的信息传送给 ECU 来判断处理，作为ECU 计算控制信号的控制依据和信息基础。ECU 对各种传感器输入的信号来分析判断，得出发动时工作的真实状态，由此计算该工况下的最佳喷油时刻、喷油量、点火时刻，并向执行器传递控制指令和策略来完成控制任务。执行器要实现对应的控制功能需要获取较大的功率输出，一般是靠模拟电路驱动达成，而电控单元发出的控制信号通常是数字量，那么要将数字量控制指令转换为模拟量信号，要加入数字/模拟转换电路来转换，在放大后驱动执行器工作。
缸内直喷技术的分类
由于缸内直喷技术的积累和迭代，目前典型的缸内直喷技术的种类：燃油分层喷射技术 / 双增压分层直喷技术 / 火花点燃直接喷射技术
双增压分层直喷技术
双增压分层直喷技术是大众的技术研发成功，典型的是第2代缸内喷射技术的 EA888 发动机，其结合了涡轮增压技术，将第一代缸内直喷技术的遗留问题解决。其特点是更小的体积和重量，可减小汽车油耗。而且搭配机械增压方式，弥补涡轮增压的延时劣势，使怠速情况实现更好的响应效果。经过它优化后的技术后，以涡轮增压的方式获取更多的进气量，可以为发动机在低转速的情况 下提供更好的扭矩和输出动力，
燃油分层喷射技术
燃油分层喷射技术也是大众公司的发布，其包括均质稀燃 / 分层燃烧 / 均质燃烧模式。其较大提升了它在响应速度 / 扭矩 / 功率等因素，同时降低了油耗。 因为高压喷射作用，在提升燃油雾化效果时，也提高压缩比实现均质调节，并因为节气管内存在真空原因，通过此方式可最大程度实现燃烧充分，提高输出功率，减少在进气过程中的损耗。由于燃烧混合气的形成时间较长，点火时间选择性较大，可以通过电控系统对喷油器来准确控制达到该理想效果。
火花点燃直接喷射技术
火花点燃直接喷射技术是通用汽车公司研制，它全新的四缸发动机 Ecotec 采用最新的火花点燃直接喷射技术。经过10年左右的换代，通用集团旗 下各车型良好搭载，一举成为全球普及率最高的四缸发动机系列之 一。
缸内直喷发动机的优势
缸内直喷发动机(GDI )和传统的进气歧管喷射发动机(PFI)在结构上差异较大，PFI发动机是将燃油喷入进气歧管内，燃油蒸发和空气在燃烧室外就已经混合，一起形成可燃混合气，然后进入到气缸内通过火花塞放电来引燃； GDI 发动机是把燃油直接喷入到气缸里面，由引导组织的气流运动和空气形成可燃混合气，通过火花塞跳火来引燃。GDI 发动机将燃油直接喷到气缸里面，过程中燃油蒸发来吸热的方式来降低缸内混合气的温度，提高气缸的充气效率，让压缩比可提高到10+，压缩比越大，则发动机热效率越高，但燃油消耗越低。由于GDI 发动机直接将燃油喷到气缸里面，有效避免燃油进气道喷射的迟滞效应，根据发动机电控单元的精确计算，可根据实际工况准确的控制喷入气缸的进气量和燃油量，让发动机的瞬态响应性得到有效提高。GDI 发动机可在压缩冲程喷油，其喷油压力较高，则燃油雾化程度高，最终利于空气和燃油混合形成可燃混合气。
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