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未来汽油直喷技术
[ 录入者:龙魂 | 时间:2009-11-27 21:39:32 | 作者: | 来源:汽车维修技术网 | 浏览:12031次 ]
大众公司目前转向了直喷式汽油发动机的研究开发,尽管还处于初期阶段,还要面对汽油直喷(Gasoline Direct Injection:GDI)的技术挑战。但公司管理人员相信这一系统将给他们提供明显的竞争优势。
  大众公司技术人员预言:汽车直喷将在降低燃料消耗20%的基础上,提高发动机功率。据大众公司发动机研制负责人说,其他研制工作还包括提高燃料的经济性到达34%。
  大众公司总裁Ferdinand Piech先生最近说:“我们计划在5年内将所有的汽油发动机转变为直喷式。”大众已经有2种汽油直喷式发动机投入生产――105马力(1马力=735W)1.4L VW Lupo FSI ( Fuel Stratified Injection燃料分层喷射)发动机和110马力1.6L发动机用于奥迪A2和大众高尔夫。
  GDI系统能够安装在现有的发动机上,不需对全新系列的发动机投入很大资金,既可以安排生产更大功率的新发动机。该系统类似于由三菱公司开发的第一代GDI发动机得活塞和燃烧室,还设计有一个喷射压力达到100bar的共轨系统(Commad-rail)。一个装有燃料通道和控制空气流量的特殊回转阀的多用途部件,用法兰与气缸缸头和近期系统相连接。控制阀为部分载荷操作提供分层装料、为满载操作提供均匀的空气燃料混合物。该部件还有一个带控制阀的压力传感器。
  大众总部发动机研究所的Wolfgang Steiger先生说:“随着燃料的直接喷射和由活塞和进气通道对空气进行控制,我们不仅提高了燃料效率,而且还提高了转矩。”
  在部分载荷的情况下,FSI可以在过量空气达到Lambda4(火花塞附近有丰富的易燃混合物,几乎完全被空气环绕着)的情况下驾驶,通过高压所控制燃料的效率。两种操作方式的结合将在燃料的经济性方面提高15%。
  “利用FSI的燃料工艺和附加的车辆改进措施,燃料效率可以比常规的汽车提高34%以上。”Steiger先生说。
  该系统使30%的废气进入燃烧室循环。有两种催化剂可以减少排放量:安装在发动机附近的三元催化转化器和装配在车身下面装有传感器的氮氧化物汽-水催化阀。第二种催化剂减少在空运转时产生的高氮氧化合物含量。氮氧化物汽-水催化阀通过将氮氧化物凝固在它的钡层内达到这一目的。起飞汽温度的提高使得氮氧化物减少并且从汽-水催化阀排出。
  氮氧化物吸收催化剂是基于丰田汽车公司的专利技术。与氮氧化物传感器一起可以控制催化剂中的硫含量。如果聚集了太多的硫,发动机不再转换成分层装料操作。由于这个原因,大众公司推荐采用几乎不含硫的93号汽油。
  有FSI技术为基础,事实上是用涡流增压,大众公司认为这是未来实现燃料最大效益的路径。以这种思路,第五代高尔夫将在2004年使用2L160马力的涡流增压FSI发动机。大众还在寻求将GDI技术与其他技术相结合,包括各种液体压缩、阀门调速和气缸的释放等。
  大众公司的研究小组已经将GDI的研究根据排量等级分乘大众车和奥迪车工程小组。
  奥迪车将有一款130马力2L的FSI缸发动机A4系列轿车在2002年2季度投放市场。奥迪车将改进现在的4缸发动机以适应共轨喷射系统和要求定向的柱塞喷射系统,喷射泵将燃料在180bar的恒定压力下喷射到气缸内。与奥迪车发动机不同的是该发动机每个气缸上有4个阀门而不是5个阀门。喷射泵安装在第5个阀门的位置。
  奥迪车工程小组还在研制V6和V8型GDI发动机。V6型发动机将在2003年末投放市场。奥迪车工程小组计划在2003年内将FSI发动机投入美国市场。
  大众公司是第一个将GDI发动机投入市场的汽车制造商,其他汽车制造商业正在进行紧急发展规划。2001年9月份,通用公司的新型Global V8发动机地一次在Opel Signum2概念车上展示,进一步的GDI发动机将使用西门子公司的Orbital发动机公司研制的空气助喷系统。4.3L V8发动机产生300马力动力。宝马公司已经将GDI与它的BWM 760Li型车的Valvetronic系统相结合。6.0L V12铝发动机不要求无硫燃料,对于美国市场具有明显优势。760Li型车在2002年上市销售。
  DaimlerChrysler公司正在对GDI增压系统进行试验。有可能在2004年下一代SLK跑车上露面。两条平衡轴,称为蓝开斯特(Lancaster)轴,装在四缸发动机上,两条轴向相反方向旋转使得发动机运转平稳。
  福特汽车公司也将GDI发动机用于其Fusion概念车上。1.1L 110马力涡轮增压发动机可以达到1.8L发动机的输出功率。
  三菱公司在1996年将第一代新式GDI发动机与中型Carisma sedan车一起投入市场。发动机的设计人员许诺发动机的油耗将减少15%,但实际上仅仅达到常规的燃料喷射发动机的水平。在高速下,燃料效率实际上降低了。问题发生在使用平滑气缸盖的不平衡气缸在空转和轻载时,在点火前将汽油送入火花塞。该问题产生的结果是燃烧不充分并导致烟尘堵塞排气管。目前,三菱公司在继续研究该系统。
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