目录
前言
第 1章 概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1
11 汽油机混合气形成方式的演变 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1
12 缸内直喷式汽油机的发展历史 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7
13 现代缸内直喷式汽油机的分类 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 10
14 提高缸内直喷式汽油机节能减排效果的途径 !!!!!!!!!!!!!!!!! 11
第 2章 基础开发!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 15
21 燃油喷射 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 15
211 燃油喷雾试验 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 15
212 喷束特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 17
213 油滴速度和直径的测量 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 20
214 油气混合 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 23
215 汽油缸内直接喷射对喷束特性的基本要求 !!!!!!!!!!!!!!!! 25
216 汽油缸内直接喷射的改善效果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 26
22 缸内充量运动 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 31
221 缸内充量运动的基本分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 31
222 滚流积分测量法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 32
223 滚流微分测量法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 33
224 充量滚流运动测量的影响因素 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 36
225 充量运动对工作过程和循环波动的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!! 40
23 混合气形成及其燃烧 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49
231 分层稀薄混合气及其燃烧 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 50
232 均质混合气及其燃烧 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 57
233 分层混合气的着火特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 59
234 滚流燃烧过程的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 69
235 喷束引导分层燃烧过程的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78
236 双次喷射均质燃烧过程的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 88
237 分层混合气起动和均质分段喷射的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!! 98
24 涡轮增压与缸内直接喷射组合的节油潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!! 106
241 增压与缸内直接喷射的协同作用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 106
242 增压直喷式汽油机各种运行模式的节油潜力 !!!!!!!!!!!!!!! 112
25 米勒循环与可变压缩组合的节油潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119
251 压缩比和膨胀比的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119
252 进气门早关对实际奥托过程的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! 121
●●●●● 现代缸内直喷式汽油机开发 (上)———基础理论、子系统和整机开发
Ⅷ
253 全负荷时进气门早关的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 122
254 部分负荷时进气门早关与残余气体消除节流的比较 !!!!!!!!!!!! 123
255 进气门早关时压缩的可变性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 124
26 低压直接喷射燃烧过程 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 125
261 汽油低压直接喷射特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 126
262 燃烧过程的评价方法和预设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 127
263 废气排放和燃油耗特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 129
264 机油稀释的评估 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 132
第 3章 子系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136
31 系统概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136
32 进气系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138
321 进气滚流调节阀 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138
322 进气涡流调节阀 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 141
323 可变进气管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 142
33 燃油喷射系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 149
331 低压输油泵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 151
332 高压燃油泵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 151
333 燃油共轨 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 157
334 共轨压力调节器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 158
335 共轨压力传感器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 158
336 电控喷油器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 158
34 点火系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 166
341 缸内直喷式汽油机对火花塞的要求 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! 166
342 缸内直喷式汽油机火花塞技术的现状 !!!!!!!!!!!!!!!!!! 168
343 缸内直喷式汽油机火花塞技术的改进 !!!!!!!!!!!!!!!!!! 169
35 废气再循环系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 174
351 废气再循环的作用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 174
352 废气再循环系统的分类和比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 177
353 废气再循环的特性及其控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 180
354 废气再循环的效果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 181
355 组合废气再循环系统的应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 182
356 废气再循环阀的开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 187
357 废气再循环冷却器的开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 194
358 废气再循环的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 202
36 废气后处理系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 207
361 均质燃烧直喷式汽油机的废气后处理 !!!!!!!!!!!!!!!!!! 207
362 分层燃烧直喷式汽油机的废气后处理 !!!!!!!!!!!!!!!!!! 212
363 吸附式 NOx催化转化器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 214
37 降低颗粒排放的措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 229
371 影响颗粒排放形成的主要因素 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 231
372 采取措施降低颗粒数排放 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 239
373 降低实际行驶颗粒排放 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 245
目 录 ●●●●●
Ⅸ
38 电子控制系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 254
381 基本概况和要求 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 254
382 转矩控制方式 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 256
383 控制策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 257
384 电控单元 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 258
第 4章 典型机型开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 260
41 三菱滚流 -壁面导向分层燃烧直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!! 260
411 控制策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 260
412 主要技术措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 265
413 发动机性能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 272
414 进一步的改进 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 272
42 丰田涡流 -壁面蒸发分层燃烧直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!! 274
421 系统概况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 275
422 分层混合气的控制策略!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 276
423 燃烧特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 279
424 应用 EGR和催化器降低 NOx排放 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! 282
425 节气门控制系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 283
426 排放和燃油经济性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 284
43 欧宝均质燃烧直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 284
431 技术方案的选择及其性能比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 285
432 结构简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 286
433 性能开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 291
44 奔驰多次喷射直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 296
441 基础发动机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 296
442 多次喷油策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 301
443 废气后处理方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 304
444 发动机性能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 307
45 丰田缸内直喷 -进气道喷射组合式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!! 309
451 发动机概况和主要技术规格 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 310
452 提高性能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 312
453 改善燃油经济性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 318
454 D-4S喷油系统控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 319
46 奥迪废气涡轮增压直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 321
461 开发目标和主要技术指标 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 321
462 基础发动机简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 324
463 进排气系统和燃油系统的改进 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 337
464 发动机性能的改善 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 342
47 大众废气涡轮 -机械复合增压直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!! 346
471 概况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 346
472 开发目标及其方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 348
473 结构简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 351
474 复合增压装置的运行状况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 364
●●●●● 现代缸内直喷式汽油机开发 (上)———基础理论、子系统和整机开发
Ⅹ
475 增压空气冷却和燃油耗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 367
476 喷油和燃烧过程 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 368
477 发动机控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 372
478 废气排放控制措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 373
48 宝马双涡轮增压直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 374
481 开发目标 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 375
482 发动机简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 376
483 喷油系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 377
484 增压系统和废气后处理装置 !!!!!!!