汽油直喷发动机

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在二十多年前，随着汽油发动机燃油喷射及电控系统的普及，汽车厂家们终于放弃了化油器，也让汽车燃油系统从纯机械方式迈向了电控方式，实现了发动机的动力输出是在软件的控制之下，为实现排放控制铺平了道路。随着喷油嘴由单点向多点的迈进，即从节气门单点喷射到进气歧管多点喷射，实现了燃油的进一步精确控制。如果向柴油发动机那样将燃油喷嘴直接安装在燃烧室，那自然会实现更精确的燃油控制，于是奥迪、大众等汽车厂家率先将燃油直喷发动机推向了市场。

早在1954年，奔驰300SL是第一辆配4冲程汽油喷射发动机的轿车，雾状燃油喷入进气歧管，比化油器发动机提供了更大的动力和更高的燃油经济性，可算是迈了一大步。自从单点和多点喷射技术在上世纪90年代普遍应用以来，发动机技术的进步一直在进气系统做文章，改变进气道，将每缸气门数从2个提升到3、4、5个气门，实现可变气门升程及正时等，而没有实现根本的基因突变，直到2001年出现了汽油直喷。

汽油机缸内直喷有着美好的前景

直喷主要通过均匀燃烧和分层燃烧，提高了发动机的动力性能又节省了燃油，尤其在部分负荷时具有更好的节油作用，像在市内走走停停的交通状况。自然各大公司都把目光锁定在直喷。于是，博世公司开发了Motronic MED7汽油直喷系统，奥迪公司开发了FSI系统，奔驰开发了CGI系统，菲亚特则开发了JTS系统，虽然名字不同，但它们都代表了汽油缸内直喷。

直喷技术产生了2个新的概念：均匀燃烧和分层燃烧

汽油直喷技术出色的经济性主要表现在部分负荷时的分层燃烧。可燃混合物只分布在火花塞周围，换句话说，空燃比是14.7：1的混合气集中在火花塞周围，在燃烧室的其他部分则是纯净的空气。混合汽层的大小范围精确地反映了瞬时发动机动力的需求。在分层燃烧时，直到压缩行程时才喷射燃油，油雾直接进入燃烧室中的空气，而喷油就发生在点火前瞬间，可见发动机在中、低速时燃油是多么节省。另一个优点是，在燃烧时空气层隔绝了热，减少了热量向汽缸壁的传递，从而减少了热量损失提升了发动机热效率。

供油系统为直喷提供了精确的高压喷射

以奔驰C200 CGI发动机为例，其燃油以42度角喷入汽缸，燃油压力随发动机的工作特性从50bar到120bar，而传统4缸机的喷射压力是3.8bar。高压油泵由进气凸轮轴驱动，轨道中的油压由发动机电脑调节，并直接连接到喷嘴。压力信号取自压力传感器。奥迪的高压油泵也是由凸轮轴驱动，喷射压力最高到110bar，燃油喷射时间则被控制在几千分之一秒。

燃油削耗降低，动力有很大提升

直发动机潜力的有力证明是在2001年7月勒芒24小时耐力赛获胜的奥迪R8上搭载的带双增压的V8 FSI直喷发动机，证明了直喷不仅有出色的动力表现，燃油还可节省8%。燃油直喷发动机的出色表现使奥迪R8领先一圈，良好的燃油经济性使它延长了加油的间隔。不仅是这些，赛手认为发动机动力反应敏捷且非常到位。

在2002年底，奔驰开发了1.8L CGI汽油缸内直喷，安装在了C级车上，即C200 CGI，其峰值功率是125kW，综合油耗是7.8L/100km，排放达到欧4。其从静止加速到100km/h的加速时间是9.0s，最高时速222km/h。相比上一动机，这款直喷发动机扭矩增加了15%，当发动机转速只有1500rpm时即可输出扭矩的75%，在3000rpm时输出最高扭矩250Nm，并持续到4500rpm。采用传统喷射方式的C 180 KOMPRESSOR峰值功率是105kW，最高扭矩220Nm/2500rpm，从静止加速到100km/h用时9.7s，最高时速222km/h，综合油耗8.2L/100km。从以上数值就可以看出这两款发动机的差别了，直喷发动机不但动力有了显著提升，还节省了燃油。