发动机缸内直喷技术到底牛在何处？

ksj7341 · 发表于 2009-12-23 14:34

汽车技术诞生的百余年中，发动机作为核心一直在不断突破，但其技术更新远不如车型风格演变那样简便，往往十数年都难以有大的进展，就好像一些车型引以为豪的VVT可变正时气门技术，其实也已经是上世纪的产物。而近年来，欧美的汽油缸内直喷技术开始从实验室走向市场，由此带来的发动机第三次革命也诞生了迄今最牛的汽油发动机技术——缸内直喷。
最近几年，主流厂商在试过VVT技术、涡轮增压或者机械增压技术之后，为了让发动机获得更强动力与更高的燃油经济性，纷纷将注意力投向了缸内直喷技术。这个叫做“Direct Injection”的技术并非全新创造，在上个世纪90年代已经有汽车厂商提出了这一概念。不过真正将这一技术实现在量产发动机上，那也就是近两年的事情，其中以凯迪拉克和奥迪为代表的豪华品牌在旗下车型上都逐步采用了这项新技术。

● 缸内直喷将量变转为质变
近两年，当工程师们发现即便将发动机的气门数提升至五个或者改用可变气门，其对于V8发动机的动力抬升也未必有明显帮助。为此缸内直喷技术成为了各大厂商的主攻方向。虽然研发是痛苦的，但大家都清楚，成果将是令人满意的。与多点喷射系统相较，缸内直喷拥有不受限于传统机械构造的进气方式，而且能够依照发动机需要随时调整空燃比例等特点。
目前大多数发动机所采用的是多点喷射供油系统，这一系统的特点是能够通过电脑自动侦测发动机温度、进气流量、转速变化、震动状况，并依照实际需求调整供油量与点火时间，因此排除了早期化油器技术带来的燃油燃烧不充分，在冷启动和怠速运转过程中产生黑烟和马力不足的问题。但多点喷射供油系统也存在着缺陷，那就是由于汽油机构造的先天限制，多点喷射发动机所吸进油气的时间只有在气门开启状态下才能进行，因此电脑的控制力相当有限。
好在，缸内直喷技术解决了这一问题。由于缸内直喷发动机的喷油嘴被移到了汽缸内部，因此缸内油气的量不会受气门开合的影响，而是直接由电脑自动决定喷油时机与份量，至于气门则仅掌管空气的进入时程，两者则是在进入到汽缸内才进行混合的动作。
由于油、气的混合空间、时间都相当短暂，因此缸内直喷系统必须依靠高压将燃油从喷油嘴压入汽缸，以达到高度雾化的效果，从而更好的进行油气混合。其中混合油气的压缩比越高的发动机，它的动力表现越强大，相应的节能效果越明显。奥迪3.2升FSI 缸内直喷发动机的压缩比达到了10.3：1；凯迪拉克3.6升SIDI 双模缸内直喷发动机的压缩比达到了11.3：1。此外，缸内直喷系统的燃烧室、活塞也大多具有特殊的导流槽，以供油气在进入燃烧室后能够产生气旋涡流，来提高混合油气的雾化效果与燃烧效率。
一般而言，应用了缸内直喷技术的发动机要比同排量的多点喷射发动机的峰值功率提升10%至15%，而峰值扭矩能提升5%至10%。这样的提升，可谓是一种质变，而单靠增加气门数量是难以达到这一效果的。

ksj7341 · 发表于 2009-12-23 14:34

● FSI直喷与SIDI双模直喷谁更牛？

FSI缸内直喷发动机和SIDI双模缸内直喷发动机均是全球汽车业中的精英之作。尽管这两款发动机的叫法不同，但原理上异曲同工。其中，FSI发动机进入中国市场较早，起初由于一直被搭载于奥迪的高端车型上，因此也塑造了缸内直喷发动机技术的高端形象。得益于FSI发动机的前期造势，作为市场跟进者的SIDI双模直喷发动机一上市便赢得了市场的瞩目和肯定。一方面，SIDI技术同样是出身凯迪拉克名门，另一方面，SIDI技术更符合中国国情。

凯迪拉克SIDI双模直喷发动机的优势表现在于，它拥有分层燃烧和均质燃烧两种稀薄燃烧模式。当发动机处于低转速状态时，电脑会控制喷油嘴将燃油分层压入汽缸内，形成像烟圈一样燃油层，这样更有助于燃油能与空气的充分混合，分层燃烧能够在车辆起步和在城市中走走停停的过程中为全新CTS降低油耗3%的油耗并减少25%的CO2排放量。当然，分层燃烧这一模式是凯迪拉克SIDI发动机所独有的，国内的FSI发动机不具备这一功能。

还有一点务必要注意的，凯迪拉克SIDI发动机能够使用93号汽油，而FSI发动机只能使用97号汽油。相信对于消费者而言，这一差异表现在长期成本上将十分明显。