在这里要特别介绍一下活塞顶的形状对缸内气流的作用。活塞在上止点位置时，活塞头顶面与汽缸盖之间的间隙叫做燃烧室，燃烧室的容积是决定发动机性能的重要因素。GDI活塞顶面的凸起部分类似尖屋顶，又称“弯曲顶面活塞”，它缩小了燃烧室的容积，有助于形成强势涡流。缩小燃烧室容积必然提高了压缩比，因此GDI的压缩比达到12∶1，压缩比提高了，缸内温度必然也随之提高，有助于稀燃。压缩比高，输出功率增大，这样也就弥补了稀燃带来的功率损失。

三、汽油直接喷射(GDI)的工作特点

1. 汽油直接喷射到汽缸内，汽油喷

射的位置、时刻、数量是可控的。GDI发动机在点火的瞬时，火花塞电极周围局部区域的混合汽较浓(空燃比为12～13.5)，便于发动机启动和着火燃烧。大部分区域的混合汽较稀，而且在浓稀之间，有从浓到稀的各种空燃比的混合汽，使燃烧室中混合汽浓度有组织形成各种层次，有利于涡流使火焰迅速传播，这样极稀的混合汽也能被火焰传播而稳定燃烧，从而实现稀薄燃烧。

2. 能根据发动机不同的工况下，采用不同的燃烧方式：

(1)超稀混合汽燃烧方式。小负荷工况采用超稀混合汽燃烧方式。在压缩行程后期将汽油喷入汽缸，并利用弯曲顶面活塞形成的挤压涡流，在火花塞附近形成较浓的混合汽，但在整个汽缸内的混合汽为超稀混合汽，空燃比为25～40。

(2)稀混合汽燃烧方式。中等负荷工况采用稀混合汽燃烧方式。在进气行程将汽油喷入汽缸，整个汽缸内的混合汽为稀混合汽，空燃比为20～25。

(3)浓混合汽燃烧方式。大负荷工况采用浓混合汽燃烧方式。在进气行程喷入汽缸，并利用压缩行程产生的挤气涡流形成均匀的混合汽，但整个汽缸内的混合汽为浓混合汽，空燃比约为12.5，比理论混合汽(空燃比为14.7)稍浓。

四、典型故障案例分析

故障现象

一辆别克新君威轿车，搭载LTD2.0L缸内直喷发动机，行驶18560km，出现加速不良、怠速抖动故障。

故障诊断与排除

试车发现该车有规律的间歇性抖动，通常这种情况是由于发动机某个缸或是某几个缸工作不理想即缺缸造成的。因为考虑到缸内直喷发动机不能轻易通过断高压喷油嘴插头或高压线来做断缸实验。首先采用上海通用专用诊断仪MDI+GDS(上海通用2008年以后车型车辆诊断使用MDI+GDS，以前的TECH2将无法入)对车辆发动机系统进行4缸的工作平衡测试，结果发现1、4缸平衡数值明显低于2、3缸，而且2、3缸的平衡值也不太理想。然后将1缸喷油器与2缸喷油器对调，重新进行4缸的工作平衡测试，而这次数值表明2、4缸的平衡值较低，因此大致可以判断1、4缸喷油器故障，因为考虑到该车行驶里程不到2万km，喷油嘴机械及电器故障可能性很小，另外在与车主交谈中得知该车经常跑外地、曾多次在外地小加油站加过油，因此怀疑该车是由于长时间加油不达标导致喷油器针孔产生汽油胶质，而1、4缸喷油器针孔的胶质严重。最后使用喷油嘴专门清洗设备清洗高压油嘴，故障排除。

维修小结

虽然上海通用车型的SIDI双模直喷发动机，可以实现分层燃烧和均匀燃烧两大功能、甚至能够使用93号汽油，但由于缸内直喷发动机的高压喷油嘴针孔非常细(喷射到汽缸内的油滴微粒直径仅为8μm——相当于人类头发丝直径的十分之一)，汽油胶质很容易堵塞油嘴，使喷油嘴不能正确提供喷油量。缸内直喷发动机对汽油的抗爆性要求很高，即对汽油标号要求非常高，一般需要97号以上汽油。除了按规定标号加油外，还应定期对燃油系统进行清洗。

另外缸内直喷发动机压缩比较高可达到25∶1(普通电喷发动机仅为10∶1左右)，而且缸内直喷发动机缸内温度较普通电喷发动机高，因此对机油的API与SAE两项级别都有要求，一般情况下需要加合成机油，个别车型发动机要求加注全合成机油。

在维修GDI发动机时应注意以下问题：

1．在拆卸高压喷油嘴时必须使用专用工具。

2．在拆卸缸内直喷发动机燃油系统部件时必须对LP(低压)、HP(高压)部分进行燃油压力释放。可使用诊断仪循环操作喷油嘴或在发动机运行后2h再对系统部件操作。

3．在安装喷油器时，应用无硅润滑油涂抹密封圈，千万不能使用普通润滑油。

4．由于GDS发动机高压系统压力非常高，因此在重新安装喷油器时应更换喷油器修理包内所有一次性元件(O 形密封圈、塑料隔圈、卡环、隔离环、特氟隆密封件)，以确保密封性和安装精度要求。

上一页  [1] [2]