4.性能
4.1.燃油经济性
如图84所示,GDI直喷式汽油机与具有相同排量而压缩比为10.5:1的传统进气道喷射汽油机相比,显著地改善了燃油经济性。在最低的转速和负荷状况下,燃油耗可降低40%。在100km/h巡航车速道路负荷状况下,燃油耗也可降低15%。搭载GDI直喷式汽油机的Galant 96款轿车的10-15工况法燃油耗,要比搭载传统进气道喷射汽油机的formar Galant轿车降低35%以上,其手动变速器车型约为5.3L/100km,自动变速器车型约为6.2L/100km。
4.2.全负荷性能
在较高的负荷下,直喷式汽油机采用早喷油均质混合汽运行,燃烧特性基本上与预混合进气道喷射汽油机相同,但是通过优化喷油定时,能够改善发动机的性能。图85示出了发动机在1500r/min转速下以化学计量比混合汽在轻微爆震状态运行时,喷油定时对扭矩、充气效率和点火提前角的影响。当喷油定时选择在进气行程的最早期阶段时,油束将碰撞到活塞顶面,在这种情况下其充气效率与进气道喷射汽油机相同,而在选择合适的喷油定时情况下,充气效率可提高5%。同时,由于燃油蒸发潜热对缸内空气的冷却作用,能使空气充量温度降低大约15K,压缩行程终了的充量温度降低大约30K,降低了爆震倾向,可采用较高的压缩比12:1,在较低转速下轻微爆震状态运行时点火提前角大约也可提前5°,因此扭矩可增加12%。图86示出了全负荷性能,几乎在所有的发动机转速范围内,扭矩比传统的进气道喷射汽油机提高了10%。在较低的发动机转速范围内,其主要因素是充气效率的提高和短暂的点火定时提前,而在较高的转速范围内,其主要因素是充气效率的提高、较高的压缩比和进气道流量系数的改善。
GDI直喷式汽油机的性能改善及其关键技术和措施归纳于表4。