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缸内直喷式汽油机工作原理缸内直喷式汽油机，简称GDI系统（Gasoline Direct Injection）；又因为燃油是分层燃烧，又称FSI系统（Fuel Stratified Injection）。传统式的电喷汽油机是将汽油喷射在进气门外侧的进气歧管中，在进气过程和压缩过程中，利用时间和空间的混合方式，完成可燃混合气的形成，再点火燃烧作工。这样，燃油在气缸内滞留时间过长（接近3600曲轴转角），燃油的粘结损耗较大，加速响应性低，极易产生“爆燃”，气缸磨损也加大。能否和柴油机一样，在压缩终了，往缸内直接喷射燃油，迅速混合点火燃烧，这只是人们多少年来的一个梦想。缸内直喷式汽油机的主要结构缸内直喷式汽油机，是在传统的电控喷射系统的基础上，改进研发的。在其他结构方面无过多的变化，只是在可燃混合气的形成方法上，和燃烧过程方面发生了概念性的变革。，1、轨道压力传感器为ECU提供轨道压力的高低，当压力达5MPa时，ECU指令停供电磁阀动作，推开高压油泵的片状进油阀，使高压油泵停止吸油而停供。此时，低压油泵也同步停止供油，维持规定的油压，如图1-168所示。2、直立式进气管 产生下降大进气流，直接流入气缸，流速快，可达4050m/s，充气效果好。与传统的横向进气管相比，它的进气涡流方向是相反的旋转，喷油后能在火花塞处形成浓油雾区。3、顶面弯曲活塞 引导空气产生进气涡流和挤压高速旋转涡流，以便形成理想地分层燃烧的可燃混合气。旋转涡流为“正向涡流”，与传统的“逆向涡流”方向相反，有利于混合气按浓稀方式层状分布，进行分层燃烧。4、采用两级串联式供油泵 低压供油泵为电动涡轮式，油压为0.35MPa；高压供油泵为往复柱塞式，由凸轮轴驱动，使燃油轨道的油压不断堆积，产生55.5MPa的喷射油压，经喷油器高速喷入气缸，提高了雾化质量，形成旋转的燃气涡流。5、高压旋流式喷油器 由ECU直接用脉冲电流的宽度，控制喷油量的多少，利用特殊的喷孔形状，向气缸内喷出旋转的雾状燃油，与挤压涡流快速的混合，以便点火燃烧。它没有进气管沉积油膜的缺点，又因喷油压力较高，喷油器的自洁功能高，不易产生脏堵故障。6、特别指出，喷油器是属于瞬时高电压和大电流“峰值保持型”驱动方式（用100110V和1720A打开；又用限流电阻以35A的电流，保持开启状态）。又称为，强劲高频量化控制方式。喷油器可小型化，又缩短了“无效喷射时间”，开启速度快，响应性好，计量准确。为此，喷油器的检测方式，应使用专门的仪器（如MVT-2诊断仪），以防触电和逆变电源过载。所谓“无效喷射时间”，是因为电磁线圈有一定的阻抗，故开启时间较Tr管导通时间迟后，该时间无燃油喷出，故针阀升起和座落与喷油脉冲宽度并不吻合。三、缸内直喷式汽油机的工作原理1、气缸内涡流的运动如图1-172所示，在进气过程中，通过“直立式进气管”，在气缸吸力的作用下，产生强大的下降气流，使充气效率得到提高。又在“顶面弯曲活塞”的作用下，形成比传统汽油机更强大的“滚动涡流”。这个滚动涡流，将压缩后期喷射出的旋转油雾，带到燃烧室中央的火花塞附近，然后及时点火燃烧，这是可燃混合气形成的革新手段。2、高压旋转油雾的产生高压旋转式喷油器，在压缩冲程的后期（此时，缸内压力为0.61.5MPa），以55.5MPa的高压喷射出旋转的油雾，卷入“滚动涡流”中，迅速吸热汽化，以层状混合状态，被卷到火花塞附近。此时，火花塞附近为“高浓度”混合气，极易点燃，缸内的燃气呈“稀包浓”状态（O2分子包围HC分子），在旋转中逐层的剥离，并从内向外稳定地、彻底的分层燃烧，如图1-173所示。超稀薄的混合气，空燃比A/F可达3040：1，与传统的汽油机相比，节油率可达40%，可使排气中的CO、HC、NOx等有害物质大幅度降低。3、起动性能的提高因燃油为直接喷入气缸，无燃油的粘结损耗，又因火花塞处为高浓度混合气，与传统的均质混合方式相比，起动性能得到提高，发动机在12个循环即可起爆运转。而传统的均质混合发动机，需要十几个循环才能起爆运转。4、中小负荷工况时的喷油特点乘用车在市内行驶占有的时间为75%85%，多在中、小负荷工况下工作，应在压缩行程后期喷油，以经济超稀薄混合气成分为主。1）节气门实际优化开度的大小和快慢的反应调节能力；2）冷起动后，快怠速调节和最低稳定怠速的调节能力；3）额外负荷自动调节的能力（AC、灯光、转向助力、P/N挡等）；4）防滑转扭矩控制的能力（包括雪地行驶）；5）巡航控制升速、减速的能力；6）智能保护能力，提高了汽车的平稳性、舒服性及适应性；7）失效保护能力（电磁离合器断电，节气门维持快怠速状怠，缓慢回家）；8）自诊断能力，全面提供该系统各电元件的故障代码（4个电元件代码）。 柴油机蓄压式共轨喷油系统ECD-CR（BOSCH）手动/自动一体化自动变速器一、全速式手动/自动M模式控制的优点1）扩大了动力挡的控制范围即去消了手控2挡和1挡的位置，变为全速手控模式，因其锁止控制迟后一个挡位，变矩传动时间长，故称“动力挡位”(S)。可在15挡间自由的转换，就象手动变速器一样，随心所欲的换挡行驶，无其他操作。例如：D挡位时，2、3、4、5挡时锁止(省油)。M挡位时，3、4、5挡时才锁止(费油)。2）它不仅是为了应急使用(PCM自动换挡控制单元失效)。更为了驾驶员根据行驶条件的需要，和自己的意图驾驶车辆。固定在某一挡位，维持动力性能稳定行驶，防止频繁的跳挡，减小离合器和制动器无为的磨损。它是由手柄、台阶式双通道导向槽、定位弹簧、手柄的挡位开关拉索臂、手动模式开关、挡位指示灯等组成。本田车系尚有：手柄锁止电磁阀、手柄锁止释放器。1）换挡手柄处制有两个运动通道：一侧为传统的挡位通道，一侧为手动模式通道，都利用板面上挡位指示灯显示，仪表盘上也有指示灯同步显示。2）换挡手柄向下运动自由，向上运动锁止因手柄下端有定位弹簧，使手柄紧靠在导向槽的左侧台阶通道上，起定位作用。如需要向上运动，需施加向右的推力，因而产生手感，防止误挂R挡和P挡。3）手柄在P挡和R挡时，手柄锁止电磁阀将手柄下端锁死，必须踩下制动踏板，制动开关信号使锁止电磁阀导通，而释放手柄，目的是安全控制。如果该电磁阀不工作，可利用释放孔，利用点火钥匙，压下释放器即解除锁止。4）手柄的下端连接拉索臂，控制变速器外壳上的挡位开关动作。当手柄从D挡左移到M挡时，手柄的下端与拉索臂脱钩，挡位即保持在D挡。从此，即进入手动模式通道，并和手动模式开关S/SW连接，其M指示灯显示。5）手动模式换挡开关为三线式触发开关，和PCM联通，PCM中配有递增、递减电路，其触点信号为：S-Mode-动力模式； S-UP-升挡 (+)； S-DN-降挡 (-)。因此，当手柄在M通道向上拨动时，即升挡：点动依次触发递增为1、2、3、4、5挡；当向下拨动时，即降挡：点动依次触发递减为5、4、3、2、1挡。 （6）点动换挡信号送至PCM，其手动换挡控制单元中，编制有15挡的控制程序，发令使各换挡电磁阀动作，换入所需要的挡位(电磁阀的通断组合同D挡)。同时，仪表盘上的数码管指示灯，即显示所换的挡位。 电控电动转向助力系统电动转向助力系统（EPS），是电子技术在汽车上的推广利用，也是中、小型乘用车动力转向技术的发展方向。电脑ECU根据转矩传感器的转矩及方向信号和车速信号，调节电动机的转向助力转矩，替代了液压助力系统。无复杂的液压助力系统及其所对应的所有故障，并使系统总重减轻了25%，降低了油耗和维修费用， EPS系统会逐渐取代液压转向助力系统。电脑EPS/ECU接受转向盘的转向转矩信号和车速信号VSS的高低及发动机转速信号SP的高低。判断发动机是否工作，以决定EPS系统是否投入工作，在发动机熄火情况下EPS系统停止工作。经过判断和处理后，根据事先存储器中确定好的助力特性，确定和输出助力转矩电流的大小和方向（助力电机的正、反转，工作时间及工作频率）。低速时助力作用大转向轻便；高速时减小助力，以提高路感和操纵稳定性（无发飘手感），如图6-23所示。本田车系可变气门正时与升程电子控制机构（VTEC）VTEC机构在本田轿车Accord（协和）车型F22B1和D16Z6发动机上使用。VTEC是英文缩写，其全称为：Varble Valve & Valve Lift Elecctronic Control 。意思是：可变气门正时与升程电子控制。VTEC机构的组成1）两个排气门由单独的凸轮和摇臂驱动；两个进气门由单独的不同升程和相位角的凸轮和摇臂驱动，主次摇臂之间装有中间摇臂，它不与任何气门直接接触，三者依靠专门的柱塞联动，如图8-3所示。）中间凸轮的升程最大，它是按发动机“双进双排”、高转速、大功率的工作状态设计的。主凸轮的升程小于中间凸轮，它是按发动机“单进双排”、低转速工作状态设计的。次凸轮升程最小，最高处只是稍微高于基园，其作用是在低转速时微开，以免喷油器喷出的燃油积聚在该气门口外不能进缸。）三个摇臂靠近气门的一侧制有柱塞孔，孔中有靠油压控制的滑动柱塞，以便锁止联动。）控制油压由ECM的电磁阀控制，其线圈的电阻值为1430并有油压报警开关，提供5V的油压过低报警信号（低于49kPa时），一般油压应在250kPa以上为好。发动机不运转时或油压过低时，压力开关导通。当VTEC机构投入工作时，在油压的作用下，压力开关断开，给ECM一个反馈信号，确认凸轮已转换工作。）在大负荷、低转速工况工作时，如VTEC机构不及时的投入工作，充气效率和进气涡流速度降低，会产生轻微爆燃现象（如爬坡时）。三、VTEC机构的工作原理1、发动机低速运转时ECM无工作指令，油道内无控制油压，各摇臂中的柱塞都在各自的柱塞孔中，各摇臂独自摆动，互不影响。主摇臂随主凸轮开闭主进气门，供给低速运转涡流混合气；次凸轮推动次摇臂微开次进气门，以防燃油积存；中间摇臂虽然随中间凸轮大幅度地摆动，但只是“空转”，对任何气门都不起作用。为了减少噪声，中间摇臂的一端，设有支撑弹簧。此时，发动机处于“单进双排”的工作状态。2、发动机高速运转时当发动机转速达到2 3002 500r/min时，车速达到10km/h以上时；节气门开度达到25%以上时；水温在60以上时。ECM指令VTEC电磁阀开启液压油道，油压推动正时柱塞、同步柱塞和限位柱塞移动，将三个摇臂栓为一体。由于中间凸轮的升程大于另外两个凸轮，且凸轮的相位角也加大，主次进气门都大幅度地同步开闭。此时，发动机处于“双进双排”工作状态，功率明显的加大。可见栓联时有轻微噪音，是正常现象。3、汽车在静止状态空转时VTEC机构不投入工作。动态行驶时VTEC机构投入工作，车速会有明显的提高。4、VTEC机构技术状态的好坏，除电控部件外，电磁阀的油路进口处有滤网，极易堵塞。主要决定于滑润系统的特设油道油压值。对机油品质、润滑系统相关部件和曲轴的轴承配合间隙要求严格（0.020.04mm）,必须使用本田车系的专用纯正机油。大众车系链条式可变气门正时机构它由：正时链条、链轮及可变相位调节器和电磁控制阀组成。其调节原理如图8-4所示： 图8-4 链条式配气相位工作原理图1、驱动端（固定端）是排气凸轮轴，在正时皮带的驱动下顺时针转动，不可能逆转，相对进气凸轮轴而言为“固定端”。它拉动进气凸轮轴也顺时针旋转，驱动气门开闭。 2、自由端（浮动端）为进气凸轮轴，它不仅在排气凸轮轴的链条拉动下顺时针旋转，也可在可变配气正时调节器上下伸长时，转动一个角（拉、压合力）。3、如8-4-A图，调节器弧形滑板下降，链条下降，拉动进气凸轮轴顺时针转动一个角。进气门即早开、早关，使重叠角加大，排气效果改善，提高容积效率，为低转速、大扭矩工作叚。 4、如8-4-B图，调节器弧形滑板上升，链条上升，拉动进气凸轮轴逆时针转动一个角，进气门即晚开、晚关，充分利用流体惯性，提高充气效率，为高转速、大功率工作叚。5、曲轴相位角的调节范围为2030，只是早开、晚关的时间变了，配气相位角不变（时间平移），气门升程不变，但进、排气重叠角变了（它的大小影响废气排出量和回火）。 6、功率调节控制点为1 300r/min：低速时，气流惯性小，进气门早开、早关，为大扭矩区叚，适于一般行驶工况；高速时，气流惯性大，进气门晚开、晚关，为大功率区叚，适于高速行驶工况。7、电脑ECU根据发动机转速信号SP和其他相关信号，通过电磁控制阀上的滑阀，使润滑系统的主油道油压，驱动调节器中的控制活塞动作，使弧板分别上升或下降，进气凸轮轴即转动一个角，改变了气门的开闭时间。1、构造它是在液压紧链器的基础上，加装了用ECU控制的电磁阀，形成了一个“配气相位调节总成”部件1）紧链器上下弧形滑板，利用其筒孔套装在一起，各有其弹簧上下张开，使链条有一定的预紧度。发动机工作后，润滑系主油道的油压又通过单向阀进入筒内，推动上下弧形滑板产生张紧力，保证链条机构可靠地工作。2）下弧形滑板筒上有控制活塞，在液压作用下能上下移动，可分别对正时链条产生推力，能改变进气凸轮轴相对于排气凸轮轴的角度值，产生“提前”或“迟后”调节力。3）电磁控制阀线圈的电阻值为1018，控制滑阀轴向移动，滑阀上有四道隔墙，使控制油道转换，产生“提前”或“迟后”调节。滑阀的中间隔墙上有一沟槽，使滑阀微量的轴移，即产生封闭”或“沟通”作用。4）主油道进油口处有节流球，可使控制油压柔和的变化。回油道孔在滑阀末端隔墙内，保证B油道在不“提前”时泄油；“提前”时又封闭回油道。2、工作原理1）当发动机转速低于1 300r/min时电磁控制阀不通电，滑阀使A油道与主油道相通，控制油压即作用在控制活塞的下方，推动控制活塞向上运动，使上部链条变长，进气凸轮轴即反向转动一定角度，进气门早开角度变小，进、