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对于汽油机来说，汽油被送入气缸与空气体混合，然后油气混合物充分燃烧获得强大的动力，因此油气混合技术也是发动机的关键之一。经过化油器、单点电喷、多点喷射等技术阶段后，油气混合技术终于进入直喷时代，越来越多的车辆开始采用直喷发动机。直喷发动机的技术要点是什么？让我们逐一分析。
高压燃油喷射系统可以说是直喷发动机最关键的系统。与以前的发动机不同，在以前的发动机中，油和气体在进气歧管中混合，然后通过负压吸入发动机，直喷式发动机使用高压喷嘴将燃料喷射到气缸中。因为气缸中的压力已经很高了，所以燃油喷射系统需要有更大的压力。
“高压燃油喷射系统的四个主要部分”
高压燃油喷射系统可分为发动机控制模块、高压燃油轨、高压油泵和喷油器四个部分，其中ECM主要采集发动机数据，按照预定程序控制喷油正时和喷油量，从而达到最高的燃烧效率。高压油泵主要负责燃油的增压，高压油轨主要起到均衡各个喷油器喷射压力的作用，而最终的喷油任务则由喷油器来完成。此外，几个传感器提供燃油压力等信息，以确保整个系统的高效率。
"一汽显示的动力总成电子控制模块"
ECM不仅是直喷发动机的关键部件，也是所有技术相对较新的内燃机的重要组成部分。这部分涉及芯片、执行器和软件等多个环节。，它们都不能实现大规模生产和装载。目前，电解加工技术仍由国外企业控制，技术相对成熟。虽然部分自主品牌已经初步获得了ECM的制造能力，但在软件匹配、执行器可靠性等环节还有很多问题需要解决，但就像传动技术一样，一旦此类关键技术取得突破，自主品牌厂商将受益匪浅。
“通用Ecotec系列2.0直喷发动机使用的高压油泵由博世制造”
高压油泵是燃油增压的关键环节。低压油泵将燃油输送到高压油泵后，高压油泵可以将汽油加压到十几兆帕的压力，输送到燃油轨。高压油泵通常由凸轮轴驱动，内部有双头或三头凸轮。高压油泵上还集成了电子轨道压力调节器，这是一个由发动机控制模块控制的电磁阀。发动机控制模块通过脉宽调制控制油压调节器，油压调节器控制高压油泵的进口阀，从而控制燃油压力。当驱动线路出现故障时，高压油泵进入低压模式，发动机在紧急情况下仍能运转。
“瑞奇G5使用的2.0TGDI发动机也采用了博世的高压油泵”
高压油泵、燃油轨等零件对工作环境和制造精度要求较高。博世等一些传统的柴油高压设备制造商在这方面有着丰富的经验，所以即使是一般的直喷发动机，高压油泵也是由博世提供的。作为自主品牌首款直喷汽油机，瑞奇G5上的2.0TGDI发动机也采用了博世的高压油泵。
《高压油轨基本结构图》
“通用Ecotec系列2.0直喷发动机中使用的高压燃油轨和喷嘴”
高压喷油器结构示意图:①高分子密封圈②喷嘴针阀③电枢④电磁线圈⑤精滤器。
汽油经油泵加压后，进入高压油轨。高压油轨稳定压力后，由于油轨与燃烧室的压力差，高压油泵动作后，汽油喷入气缸。喷嘴内部还有一个电磁阀，可以控制喷油量和喷油正时，其控制精度非常高。同时，随着喷嘴的位置从进气歧管移动到气缸，工作环境和温度发生了很大变化，对其可靠性的要求也大大提高。
活塞及缸体结构介绍除了燃油喷射系统，其他发动机部件也要设计成直喷，这样才能保证发动机的高效率，尤其是活塞顶的设计非常重要。根据可燃混合气形成的控制方式，缸内直喷方式可分为三种:油束控制燃烧、壁面控制燃烧和气流控制燃烧。
“活塞顶部的凹坑主要起到引导气缸内气流的作用”
在燃料束控制燃烧系统中，燃料喷射器放置在燃烧室的中心，火花塞放置在燃料喷射器附近。燃料束控制的空气体的利用率取决于燃料束的穿透深度，而后者由燃料喷射器的燃料喷射压力控制。这样，在低负荷分层燃烧中可以获得良好的燃油经济性，当发动机处于中高负荷工况时，发动机控制模块通过调节高压油泵的压力来增加油束的穿透深度，从而实现均质富燃。
“活塞顶部曲面形成的涡流可以帮助混合气燃烧得更均匀、更充分。”
在壁控燃烧系统中，喷油器和火花塞相距甚远。喷油器将燃油喷射到活塞坑中，然后燃油空气混合物通过进气流的惯性被输送到火花塞。为了避免喷油器温度过高，一般布置在进气门侧，活塞凹坑开口面向进气门侧，油气混合后直接流向火花塞。这类混合物形成时间长，容易大面积形成可燃混合物。
在气流控制燃烧系统中，气缸内气流与油束的相互作用是由活塞表面形状的特殊轮廓形成的。在这种系统中，油雾不是喷向活塞坑，而是喷向火花塞。异形进气口与喷油器成一定角度，使混合气在气缸内产生一定的涡动力。气缸内形成的气流使油气不直接喷向火花塞，而是在气缸内形成涡流绕火花塞旋转。这样，大多数工作条件可以适当地分层和均匀化。
“铝合金缸体散热效果更好，更容易实现轻量化”
由于直喷发动机的工作温度较高，对缸体强度和冷却系统的要求也较高。在保证强度的前提下，更多的新型直喷发动机采用了散热性更好的铝合金缸体，同时还采用了强化冷却系统，保证了发动机更高的热效率。
“位于气缸下部的油嘴可以在活塞下降到下止点时冷却活塞”
直喷汽油机虽然优势明显，但也受到制造技术和油品质量的限制，短时间内推广不太现实。但以其更高效、更经济的特点，仍是未来内燃机技术的发展趋势，我们也有望看到更多性能优异、燃油经济性高的直喷发动机面世。
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