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直喷汽油发动机(GDI)发展过程简介


直喷汽油机的发展史
在第二次世界大战中, 德意志为梅塞施米特 Bf109型飞机开发了倒 置V型12缸引擎Jumo 210G,是世界上最早 的搭载汽油直接喷射 系统的发动机。
形式: 液冷倒立V型12気筒 ボア×ストローク: 124
mm×136 mm 排気量: 19.7 L 乾燥重量: 440 kg 圧縮比: 6.5 出力: 680 ps/2700 rpm
直喷汽油机的发展史
1954年梅赛德斯・奔驰将汽油直喷 发动机使用在300SL上。它是第一款 在市场上销售的直喷乘用车,是机 用技术的转移。由于受当时内燃机 技术水平的限制和尚未有电控喷射 手段等原因,开发的发动机性能和 排放并不理想,因而没有得到广泛 的应用。
直喷汽油机的发展史
1996年三菱自動車是世界 上第一个将稀燃直喷GDI发 动机(4G93)商业化的, 并将其搭载于GALANT和 Regnum,使车用汽油直喷 发动机复兴。
直喷汽油机的发展史
三菱的GDI发表后,以日本和欧洲的制造商 为中心广泛普及汽油直喷发动机,另一方 面随着排放法规的加强,采用稀薄燃烧和 分层燃烧的发动机也在不断发展。
直喷汽油机的发展史
2003年排放法规强化后,本田公司制 造了具有分层燃烧技术的i-VTEC I 型 K20B(直列4缸2.0L)并搭载于 STREAM车型上。然而,随着技术的发 展之后生产的STREAM的发动机全部换 代,截止至2007年1月搭载i-VTEC I 型的汽车全部停产。
直喷汽油机的发展史
2005年丰田的Lexus GS系列搭载的名为D4S 的2GR-FSE(V型6缸3.5L)发动机同时使 用了缸内直喷和多点喷射技术,可以根据 不同工况进行两种喷射的调节,这是世界 上首次将这两种技术应用于同一台发动机。 随后,Lexus LS系列搭载了相同技术的 1UR-FSE(V型8缸4.6L)发动机。
同年, BMW公司发布了汽油直喷V型12缸 N73型发动机。这款发动机没有采用稀薄燃 烧技术。2006年生产的第二代产品直列6缸 N52型发动机实现了稀燃,并且整体燃油经 济性有所改善。
直喷汽油机的发展史
2004年开始通用的三款汽油直喷发动机陆 续投入生产。
• 2004年一款直列4缸2.2L Ecotec, 155 hp (116 kW) 的发动机用于OPEL的Vectra 和Signum;
• K20B(ガソリン直噴仕様) • DOHC 16バルブ i-VTEC I • 排気量:1,998cc • 内径×行程:86.0×86.0 • 参考スペック:115kW(156PS)/6,300rpm
188N·m(19.2kg·m)/4,600rpm (RN5 ストリーム・ア ブソルート)
直喷汽油机的发展史
雷诺也将一款2.0 IDE (Injection Direct Essence)搭载于 Megane 和 Laguna两款车 上。雷诺的系统具有在低负荷时EGR效率高 的特点。
直喷汽油机的发展史
2000年大众公司将一款带有FSI (Fuel Stratified Injection)技术的直列4缸1.4L汽油 直喷发动机装在了Lupo车上。之后奥迪A4也采用 了FSI发动机,搭载FSI技术的汽油机成为了大众 公司的主流产品。
直喷汽油载了V型6缸3.5L的6G74发 动机,但由于存在制造成 本高,不能达到预期的性 能和燃油经济性,并且不 能满足越来越严格的NOx排 放法规等原因,渐渐地退
出市场,在2007年停产。
• エンジン形式 — V型6気筒 DOHC 24バルブ(吸気2、排気2)
• 圧縮比 — 10.4:1
• 燃料装置 — GDI筒内直接噴射
• 最大出力 — 245PS(180kW)/5,500rpm(3代目パ ジェロ)、 220PS(162kW)/5,500rpm(4代目パ ジェロ)
• 最大トルク — 35.0kg·m(343.2N·m)/2,500rpm (3代目パジェロ)、 35.5kg·m(348N·m)/3,750rpm(4 代目パジェロ)
直喷汽油机的发展史
第1代缸内直喷火花点火发动机采用分层稀薄燃 烧方式,通过压缩冲程中缸内喷入燃油,可以大 幅度提高燃油经济性,但会出现高NOx排放甚至 碳烟排放的问题。
第2代采用化学计量比燃烧方式,通过进气冲程 中缸内早喷燃料形成均质混合气后火花点火,保 持在化学计量比下工作,因此可以使用三效催化 转换器。
标致雪铁龙与三菱合作开发GDI技术后,在雪铁龙 C5和标致406上装配了基于GDI的名为HPi (High Pressure Injection)的技术(EW10 D型、2L 16V 140hp/104kW)。
直喷汽油机的发展史
2002年阿尔法罗密欧 也取得了GDI的专利, 将这个名为JTS(Jet Thrust Stoichiometric)的技 术应用在156车型上, 成为该品牌的主流汽 油机。
• 2005年一款直列4缸2L涡轮增压 Ecotec用于Opel GT 和Pontiac Solstice GXP ;
• 2007年这款发动机又用于Chevrolet Cobalt和HHR两 款车上。
直喷汽油机的发展史
ISUZU也在面向北美市场的 SUV车型アクシオム上搭载 了GDI发动机,ISUZU声称 这款GDI发动机的好处是汽 化燃料有冷却作用,可以 使用更高的压缩比(10.3:1 と 9.1:1)进而提升了20马 力(15 kW)的输出,0到60 英里加速从8.9秒下降到 7.5秒。
直喷汽油机的发展历程
改善汽油机排放和燃油经济性的技术途径
汽油机采用电控和三效催化等装置,排放污染 降低,但其燃油消耗率高始终没有解决;
柴油机的经济性要好于汽油机,但其微粒和碳 烟排放高的问题一直都难以解决;
现代电子控制、制造等技术的发展使GDI开发比 过去所受限制大大减少;
当前社会的要求给GDI的发展提供了动力。
直喷汽油机的发展史
1998年丰田将名为 D4(Direct Injection 4-Stroke)的汽油直喷 发动机投入日本国内 生产。之后在2001年 引入欧洲市场的 AVENSIS车型上。
直喷汽油机的发展史
1999年PSA-标致雪铁龙、现代、沃尔沃与 三菱合作,并获得GDI技术的生产许可权, 现代开发了V型8缸发动机。
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