Công nghệ phun xăng trực tiếp (GDI)

  • Thread starter robinhood6213
  • Ngày mở chủ đề
R

robinhood6213

Author
em đang tìm tài liệu về công nghệ phun xăng trực tiếp (Gasonline Direct Injection), em đã tìm trên google và nhiều trang web nước ngoài nhưng chỉ thấy chút ít và chưa nói rõ về công nghệ này. Anh (chị) nào có tài liệu nói rõ về công nghệ này (như về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng + hình ảnh + Video +....) thì cho em xin. Em xin chân thành cảm ơn.
 
em đang tìm tài liệu về công nghệ phun xăng trực tiếp (Gasonline Direct Injection), em đã tìm trên google và nhiều trang web nước ngoài nhưng chỉ thấy chút ít và chưa nói rõ về công nghệ này. Anh (chị) nào có tài liệu nói rõ về công nghệ này (như về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng + hình ảnh + Video +....) thì cho em xin. Em xin chân thành cảm ơn.
Từ khóa sai chính tả thế kia thì sao Google hiểu :21:
Đùa tí, tài liệu thì tớ chả có. Toàn đọc lom mom mỗi trang mỗi ít tích lũy trong đầu dần dần.
Không biết bạn cần tài liệu chuyên sâu tới mức nào nhưng với những yêu cầu bạn nêu ra (nguyên lý, ưu nhược điểm, hình ảnh...) thì đâu có gì khó kiếm nhỉ. Chắc tại lười rồi :4:
Thử gõ đúng cụm từ "Gasoline Direct Injection" xem sao :58:
 
R

robinhood6213

Author
cảm ơn các bạn đã giúp đỡ, nếu có thêm tài liệu thì chia sẻ cho mình nha
 


[LEFT]Người ta mô phỏng đẹp quá hỉ? :4:
[/LEFT]
 
M

manhcknn

Author
Hệ thống GDI sử dụng vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào trong buồng cháy với áp suất lớn.Như vậy hệ thống GDI, hỗn hợp (nhiên liệu, không khí) sẽ hình thành bên trong buồng cháy. Với việc lắp một vòi phun nhiên liệu bên trong xilanh (giống động cơ diesel) với áp suất phun cao, nhà sản xuất hoàn toàn có thể đẩy tỉ số nén của động cơ lên cao, giúp hỗn hợp không khí-nhiên liệu “tơi” hơn. Quá trình cháy diễn ra “hoàn hảo”, hiệu suất động cơ cao hơn, công suất lớn hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn và đặc biệt là giảm thiểu khí xả vào môi trường.Về cấu tạo của hệ thống nhiên liệu GDI khá phức tạp, nhưng nguyên tắc cơ bản vẫn sử dụng các tín hiệu từ động cơ (qua các cảm biến) rồi xử lý tại bộ xử lý trung tâm ECU để điều chỉnh vòi phun (thời điểm, lưu lương, áp suất). Dưới đây là một số cảm biến quan trọng:
- Cảm biến lượng khí nạp: đo lượng không khí xy lanh hút vào.
- Cảm biến ôxy: đo lượng ôxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu hòa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh khi cần thiết.
-Cảm biến vị trí xupap: giúp ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào phù hợp khi đạp ga .
-Cảm biến nhiệt độ chất chất làm mát: đo nhiệt độ làm việc của động cơ.
-Cảm biến hiệu điện thế để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong xe.
-Cảm biến áp suất ống tiết liệu: nhằm giúp ECU đo công suất động cơ.
- Cảm biến tốc độ động cơ: dùng để tính toán xung độ động cơ.
Hệ thống nhiên liệu GDI có nhiều ưu điểm hơn hệ thống EFI, nhưng để có thể trang bị hệ thống GDI, vật liệu sử dụng làm piston và xilanh phải có độ bền cao, do nhiệt sinh ra trong quá trình cháy cao hơn rất nhiều, ngoài ra việc chế tạo vòi phun cũng phức tạp hơn. Do vậy chi phí cho hệ thống nhiên liệu GDI cao hơn nhiều so với EFI. Có lẽ đây là một lý do quan trọng khiến hệ thống GDI không phổ biến như EFI.
 
R

robinhood6213

Author
cảm ơn các anh (chị) nhiều, các anh chị có thể giúp em dịch tài liệu này để em hiểu rõ hơn được không nhỉ vì tiếng Anh của em rất hạn chế nhưng em lại đang rất cần tài liệu này.

History
Direct Gasoline Injection was introduced on production aircraft during WWII, with both German (Daimler Benz) and Soviet (KB Khimavtomatika) designs. The first automotive direct injection system was developed by Bosch, and was introduced by Goliath and Gutbrod in 1952. The 1955 Mercedes-Benz 300SL, the first sports car to use fuel injection, used direct injection. The Bosch fuel injectors were placed into the bores on the cylinder wall used by the spark plugs in other Mercedes-Benz six-cylinder engines (the spark plugs were relocated to the cylinder head). Later, more mainstream applications of fuel injection favoured less expensive indirect injection methods.
During the late 1970s, the Ford Motor Company developed a s
engine they called "ProCo" (programmed combustion),[1][2] utilizing a unique high pressure pump and direct injectors. One hundred Crown Victoria cars were built at Ford's Atlanta Assembly in Hapeville, Georgia utilizing a ProCo V8 engine. The project was canceled for several reasons; electronic controls, a key element, were in their infancy; pump and injector costs were extremely high; and lean combustion produced nitrogen oxides in excess of near future EPA limits. Also, the three way catalytic converter was proven to be a more cost effective solution.
It was not until 1996 that gasoline direct injection reappeared in the automotive market. Mitsubishi Motors was the first with a GDI engine in the Japanese market Galant/Legnum's 4G93 1.8 L straight-4,[3] which it subsequently brought to Europe in 1997 in the Mitsubishi Carisma,[4] although Europe's high-sulphur fuel led to emissions problems, and fuel efficiency was less than expected.[5] It also developed the first six cylinder GDI powerplant, the 6G74 3.5 L V6, in 1997.[6] Mitsubishi applied this technology widely, producing over one million GDI engines in four families by 2001,[7] PSA Peugeot Citroën and Hyundai Motors both licensed Mitsubishi's GDI technology in 1999, the latter using the first GDI V8.[8][9]
Although other companies have since developed gasoline direct injection engines, GDI (with an uppercase final "I") remains a registered trademark of Mitsubishi Motors.[10]
Renault introduced the 2.0 IDE (Injection Direct Essence) engine in 1999,[11] first on the Renault Megane and later on the Renault Laguna. Rather than following the lean burn approach, Renault's design uses high ratios of exhaust gas recirculation to improve economy at low engine loads, with direct injection allowing the fuel to be concentrated around the spark.[12]
Toyota introduced direct injection engine D4 (Toyota AZ engine) in 2000 Toyota Avensis. Toyota's 2GR-FSE V6 uses a combination of direct and indirect injection. It uses two injectors per cylinder, a traditional port injector and a new direct injector.
PSA Peugeot Citroën introduced their first GDI (HPi) engine in 2000 in the future Citroën C5 and Peugeot 406, a 2.0 litre 16 valve EW10 D unit with 140 hp (104 kW).
Later GDi engines have been tuned and marketed for their high performance. Volkswagen/Audi introduced their GDi engine in 2000 in Volkswagen Lupo, a 1.4 litre 16 valve straight-4 unit with 105 hp (78 kW), under the product name Fuel Stratified Injection (FSI), the technology adapted from Audi's Le Mans prototype race car Audi R8. Volkswagen Group marques uses direct injection in its 2.0 L 16 valve Turbocharged and naturally aspirated four cylinder engines. Later, a 16-valve 2.0 litre straight-4 unit with 150 hp (112 kW), were introduced in the model year 2003 Audi A4.
Alfa Romeo introduced their first direct injection engine JTS (Jet Thrust Stoichiometric) in 2002,[13] and today the technology is used on almost every Alfa Romeo engine.
BMW introduced GDi V12 BMW N73 engine in 2003. This initial BMW system used low-pressure injectors and could not enter lean-burn mode, but the company introduced its s
High Precision Injection system on the updated N52 straight-6 in 2006. This system surpasses many others with a wider envelope of lean-burn time, increasing overall efficiency.[14] PSA is cooperating with BMW on a new line of engines which will make its first appearance in the 2007 MINI Cooper S.
General Motors had planned to produce a full range of GDi engines by 2002, but so far only three such engines have been introduced — in 2004, a 155 hp (116 kW) version of the 2.2 L Ecotec used by the Opel Vectra and Signum. In 2005, a 2.0 L Ecotec with VVT technology for the new Opel GT, Pontiac Solstice GXP, and the Saturn Sky Red Line, and in 2007. The same engine is also used in the Super Sport versions of the Chevrolet Cobalt and the Chevrolet HHR. Also in 2007, the 3.6 L LLT became available in the second generation Cadillac CTS as well as the Cadillac STS.
In 2004 Isuzu Motors produced the first GDi engine sold in a mainstream American vehicle. Standard on the 2004 Axiom and optional on the 2004 Rodeo. Isuzu claimed the benefit of GDi is that the vaporizing fuel has a cooling effect, allowing a higher compression ratio (10.3 to 1 versus 9.1 to 1) that boosts output by 20 hp (15 kW) and that 0-to-60 times drop from 8.9 to just 7.5 seconds, with the quarter-mile being cut from 16.5 to 15.8 seconds.[15]
Mazda uses their own version of direct injection in the Mazdaspeed 6 / Mazda 6 MPS, the CX-7 sport-utility, and the new Mazdaspeed 3. It is referred to as Direct Injection Spark Ignition.

In two-stroke engines
The benefits of direct injection are even more pronounced in two-stroke engines, because it eliminates much of the pollution they cause. In conventional two-strokes, the exhaust and intake ports are both open at the same time, at the bottom of the piston stroke. A large portion of the fuel/air mixture entering the cylinder from the crankcase through the intake ports goes directly out, unburned, through the exhaust port. With direct injection, only air comes from the crankcase, and fuel is not injected until the piston rises and all ports are closed.
Two types of GDI are used in two-strokes: low-pressure air-assisted, and high pressure. The former, developed by Orbital Engine Corporation of Australia (now Orbital Corporation) injects a mixture of fuel and compressed air into the combustion chamber. When the air expands it atomizes the fuel into 8-micrometre droplets, very small relative to the 20 to 30-micrometre fuel droplets in other direct injection systems. The Orbital system is used in motor scooters manufactured by Aprilia, Piaggio, Peugeot and Kymco, in outboard motors manufactured by Mercury and Tohatsu, and in personal watercraft manufactured by Bombardier Recreative Products (BRP).
In the early 1990s, Ficht GmbH of Kirchseeon, Germany developed a high-pressure direct injector for use with two stroke engines. This injector was unique in that it did not require a high pressure pump but was still capable of generating enough pressure to inject into a closed combustion chamber. Outboard Marine Corporation (OMC) licensed the technology in 1995 and introduced it on a production outboard engine in 1996. OMC purchased a controlling interest in Ficht in 1998.[18] Beset by extensive warranty claims for its Ficht outboards and prior and concurrent management-financial problems, OMC declared bankruptcy in December 2000 and the engine manufacturing portion and brands (Evinrude Outboard Motors and Johnson Outboards), including the Ficht technology, were purchased by BRP in 2001.[19][20]
Evinrude introduced the E-Tec system, an improvement to the Ficht fuel injection, in 2003, based on U.S. patent 6,398,511. In 2004, Evinrude received the EPA Clean Air Excellence Award for their outboards utilizing the E-Tec system.[21]
Yamaha also has a high-pressure direct injection (HPDI) system for two-stroke outboards. It differs from the Ficht/E-Tec and Orbital direct injection systems because it uses a separate, belt driven, high pressure, mechanical fuel pump to generate the pressure necessary for injection in a closed chamber. This is similar to most current 4-stroke automotive designs.
EnviroFit, a non-profit corporation sponsored by Colorado State University, has developed direct injection retrofit kits for two-stroke motorcycles in a project to reduce air pollution in Southeast Asia, using technology developed by Orbital Corporation of Australia. The World Health Organization says air pollution in Southeast Asia and the Pacific causes 537,000 premature deaths each year. The 100-million two-stroke taxis and motorcycles in that part of the world are a major cause.
 
cảm ơn các anh (chị) nhiều, các anh chị có thể giúp em dịch tài liệu này để em hiểu rõ hơn được không nhỉ vì tiếng Anh của em rất hạn chế nhưng em lại đang rất cần tài liệu này.

...
Mọi người chỉ giúp thảo luận thắc mắc. Những yêu cầu thế này kiên quyết không đáp ứng.
 
M

manhcknn

Author
Không sao đâu bác kachiusa, em lúc chiều vừa định dịch rồi nhưng mà bận đi uống rượu vịt nên chưa làm được, chắc là phải mai vậy,,,,
 
Đúng rồi đó. Các anh cứ upload thẳng tài liệu tiếng anh thì em xem và tự dịch. Có thể nó không hay nhưng mong rằng sát nghĩa và để mình tự hiểu thôi. Làm như vậy tốt hơn chứ anh kachiusa
 
M

manhcknn

Author
Thôi cũng mạn phép đưa lên, mới dịch được chỗ này thôi, chưa có thời gian dịch tiếp, trình độ văn hơi kém, chuyên môn thì có hạn ( sinh viên mà he he). Có chỗ nào sai xin anh em chỉ giáo
History
Lịch sử
DGI được giới thiệu trong sản xuất máy bay trong chiến tranh thế giới thứ 2 (WWII), bởi cả những nhà thiết kế người Đức (Daimler Benz) và Liên xô cũ (KB Khimavtomatika). Hệ thống phun xăng trực tiếp được phát triển bởi Bosch, và được giới thiệu bởi Goliath và Gutbrod năm 1952. Mẫu Mercedes-Benz 300SL năm 1955, là chiếc xe thể thao đầu tiên sử dụng sự phun nhiên liệu, sử dụng phun trực tiếp. Hệ thống phun nhiên liệu của Bosch được lắp đặt ở lỗ khoan trên vách xi lanh sử dụng bộ đánh lửa trên động cơ 6 xilanh khác của Mercedes-Benz( bugi được lắp ở đầu xylanh). Sau đó, các ứng dụng của phun nhiên liệu được ứng dụng rộng rãi hơn bởi nó rẻ hơn hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp.
Trong cuối thập niên 1970, công ty Ford Motor phát triển một động cơ nạp mà họ gọi là “ProCo” ( cháy theo sự lập trình), sử dụng a bơm áp suất cao đặc biệt và kim phun nhiên liệu. Một trăm chiếc xe Crown Victoria được sản xuất ở nhà máy lắp ráp Atlanta của Ford ở Hapeville, Georgia sử dụng động cơ ProCo V8. Kế hoạch đã bị hủy bỏ bởi nhiều lý do; hệ thống điều khiển điện, một phần then chốt trong thời kỳ trứng nước của sản phẩm, chi phí cho bơm nhiên liệu và vòi phun là cực kỳ lớn; và sự cháy nghèo đã sản sinh ra khí NO quá gần với giới hạn quy định của EPA ( cơ quan bảo vệ môi trường). Hơn nữa, bộ lọc khí xả sử dụng chất xúc tác chứng tỏ là một giải pháp có hiệu quả kinh tế hơn.
Phải đến tận năm 1996 hệ thống phun xăng trực tiếp mới xuất hiện trở lại trên thị trường ô tô. Mitsubishi Motors là hãng đầu tiên có động cơ GDI ở thị trường Nhật Bản trên mẫu Galant/Legnum’s 4G93 1.8 L 4 xilanh thẳng hàng, mẫu này sau đó được bán ở Châu Âu năm 1997 với xe Mitsubishi Carisma, nhưng nhiên liệu chứa lưu huỳnh cao ở Châu Âu dẫn đến những vấn đề về khí xả, và hiệu suất chất đốt thấp hơn mong đợi.Năm 1997, họ cũng giới thiệu động cơ GDI 6 xilanh đầu tiên, đó là động cơ 6G74 3.5L V6. Mitsubishi đã ứng dụng rộng dãi công nghệ này, sản xuất hơn 1 triệu động cơ GDI cho bốn công ty khác năm 2001, Cả PSA Peugeot Citroen và Hyundai Motors đều được cấp phép công nghệ GDI của Mitsubishi năm 1999, và sau đó sử dụng trên động cơ V8 GDI đầu tiên.
Mặc dù nhiều công ty khác trước đó cũng đã phát triển công nghệ phun xăng trực tiếp, nhưng GDI vẫn là nhãn hiệu được đăng ký bởi Mitsubishi Motors. Renault giới thiệu động cơ 2,0 IDE () năm 1999, đầu tiên trên mẫu Renault Megane sau đó là trên mẫu Renault Laguna. Đúng hơn là đi theo sự tiếp cận về sự cháy nghèo, thiết kế của Renault sử dụng tỷ số nến cao kết hợp với hệ thống tuần hoàn khí xả để tạo nên sự tiết kiệm nhiên liệu ở chế độ thấp tải của động cơ, cùng hệ thống phun nhiên liệu đã cho phép nhiên liệu được tập trung xung quanh bugi.
Toyota giới thiệu động cơ phun xăng trực tiếp D4 ( động cơ Toyota AZ) trên mẫu Toyota Avensis 2000. Động cơ 2GR─FSE V6 của Toyota sử dụng kết hợp cả phun trực tiếp và gián tiếp. Nó sử dụng 2 vòi phun trên 1 xylanh, một vòi phun theo kiểu truyền thống và một vòi phun trực tiếp thế hệ mới. PSA Peugeot Citroen giới thiệu động cơ GDI đầu tiên của họ năm 2000 trên mẫu xe tương lai Citroen C5 và Peugeot 406, một động cơ EW 10 D 2.0 với 16 van cho công suất 140 mã lực tương đương 104 kW( 1ml = 0.746 kW).
 
...Các anh cứ upload thẳng tài liệu tiếng anh thì em xem và tự dịch...
Đáp ứng yêu cầu:

The Concept Gasoline Direct Injection Engine
The most important challenge facing car manufacturers today is to offer vehicles that deliver excellent fuel efficiency and superb performance while maintaining cleaner emissions and driving comfort. Growing awareness of global warming as a big threat to the environment, has added yet another dimension to this challenge. In order to prevent global warming, the reduction of CO2, one of the greenhouse gases, is called for. In order to achieve reduction of CO2, there is an immediate need to develop and promote widely, the use of an automotive power plant that emits significantly less CO2 than conventional petrol engines.
The Gasoline Direct Injection technologies are products efforts to maximize fuel economy, and thereby minimize environmental impact at an accessible price by harnessing the GDI's inherent advantages. They are designed to widen acceptance of environmentally friendly technology by negating problems associated with alternative engine technologies, namely price and performance restrictions as well as the lack of support infrastructure. GDI-technologies deliver a 10~30 % improvement in fuel economy over a current GDI-engine, along with enhanced drivability.
"...Contrary to what Mitsubishi or Citroen may claim, neither company is the first , or even the first European company to mass produce a direct injection gasoline engine. That honor belongs to the Goliath from Germany (Borg ward) from the early 50's (postwar Goliath new model started in 1950.) It was a minicar (not a microcar-that was the Lloyd). Both the Goliath and Lloyd were transverse engine front wheel drives with CV joints (in 1950, many years before Alec Isogonics "invented" both for the Mini). The Goliath even had a fully synchronized 4 speed transaxle and 4 wheel independent suspension back then..."
Has written Dean Stanley.


In the these engine, petrol is directly injected into the cylinder, eliminating many of the hitherto restrictions on combustion control, such as the impossibility of adding fuel after the induction valves were closed. By achieving precise combustion control that is free of restrictions, the GDI delivers a previously unseen combination of fuel economy and power. In conventional engines, fuel and air are mixed outside the cylinder. This ensures waste between the mixing point and the cylinder, as well as imperfect injection timing. But in the Toyota D4 engine, petrol is injected directly into the cylinder with precise timing, eliminating waste and inefficiency.

For years, engineers have known that if they could build a petrol engine that worked like a diesel
other words, one in which fuel is injected directly into the cylinder and the stratified, rich mixture right near the spark plug is
would have an engine that achieved both the fuel efficiency of a diesel engine and attained the high output of a conventional petrol engine. However, development of such an engine has been impeded by petrol's poor combustibility. Diesel engines operate on a thermodynamic cycle, meaning that as long as a sufficient temperature is reached, thorough ignition will occur regardless of the air/fuel mixture condition. In order to achieve combustion with petrol, gaseous fuel and air must be mixed to form just the right air/fuel mixture, and precise control of position and timing of the air/fuel mixture is necessary to ensure delivery of this mixture to the very limited space between the spark plug electrodes in the very specific timing of ignition. The Gasoline Direct Injection engine is able to achieve this through technology that enables precise control over the air/fuel mixture.


The GDI engine's ability to precisely control the mixing of the air and fuel is due to a new concept called wide spacing, whereby injection of the fuel spray occurs further away from the spark plug than in a conventional petrol engine, creating a wide space that enables optimum mixing of gaseous fuel and air. In stratified combustion (
Mode), fuel is injected towards the curved top of the piston crown rather than towards the spark plug, during the latter stage of the compression stroke. The movement of the fuel spray, the piston head's deflection of the spray and the flow of air within the cylinder cause the spray to vaporize and disperse. The resulting mixture of gaseous fuel and air is then carried up to the spark plug for ignition. The biggest advantage of this system is that it enables precise control over the air-to-fuel ratio at the spark plug at the point of ignition.
In spring 1999, Mitsubishi has entered a GDI-equipped car (Carisma witch 1.8-litre 4G93 GDI engine,) in Europe that satisfies lower European emission standards proposed for the year 2000, while in autumn 1999 MMC has entered a GDI-equipped car in North America that complies with U.S.
-Emission Vehicle (ULEV) standards. Toyota lets out automobiles with D-4 (GDI) by engines (3S-FSE, 2.0-litre; 1JZ-FSE, 2.5-litre) in 1998 and only for a home market: Vista, Nadia etc. Nissan makes the NEO Di+HYPER CVT 3.0-litreEngines VG30dd (PS/rpm - 230/6400). BOSCH lets out a system GDI - Moronic MED7.
Mitsubishi released the
GDI engine in August 1996, becoming the world's first automaker to successfully build a production in-cylinder direct-injection gasoline engine. For many years the dream of automotive engineers, the GDI engine employs four core technologies to achieve
fuel economy, clean performance and powerful output. These exclusive Mitsubishi technologies are the " upright intake port " that generates smooth intake flow and a powerful vertical vortex; the " high-pressure fuel pump " that is necessary to inject fuel directly into the cylinder; the " high pressure swirl injector " that injects the fuel in an optimized spray pattern; and the " curved top piston " that maintain the compact spray pattern. By adopting these innovative technologies, we gained free control over the fuel-air mixture and combustion, minimized emission gases, at the same time increasing fuel economy and output. The GDI engine has earned worldwide acclaim, and over 600,000 Mitsubishi cars are already equipped with the technology.
Operation
Fuel is delivered to the fuel rail (pressure accumulator) by the high-pressure pump. Hydraulic connections join the fuel rail to the s
high-pressure fuel injectors. A closed control loop comprising the fuel pressure sensor, pressure control valve and electronic control unit controls the pressure of the hydraulic system individually for all operating points. The injection pressure, start of injection and injection lime can be freely selected (within predefined limits) for each operating point of the engine. The shape of the injection jet is adapted to the requirements of the engine.
The tried and tested MOTRONIC which has been extended to include special functions for gasoline direct injection is responsible for engine management. The MED 7 coordinates the different torque parameters according to the position of the accelerator pedal and undertakes the necessary control actions in the engine.
The air mass drawn in by the engine is measured by a hot-film air-mass sensor. The MED 7 has an ETC system, i.e. the degree of acceleration required by the driver is detected buy a pedal travel sensor and the sensor signal is passed on to the control unit. The control unit regulates the electronically controlled throttle valve under consideration of other vehicle and engine data.
The direct-injection spark-ignition engine has different operating modes. The advantage of GDI with its internal mixture formation is increased compression with improved efficiency.
 
Lower part-load range with a very lean mixture (λ > 1) and targeted stratified charging during operation without throttle: The fuel is injected directly into the cylinders in the compression stroke shortly before ignition. The useful speed range is limited in the case of stratified charging. The advantage of this stratified operating mode is the reduction in charge cycle losses caused by operation without throttle. Here, fuel is the only factor controlling performance. With the homogeneous (λ = 1) operating mode, the fuel is injected during the induction stroke. This mode can be used across the entire speed / load range. Here, as with intake manifold injection, performance is controlled by charging and ignition. With the homogeneous lean (λ > 1) operating mode (as with the "homogenous" mode); injection takes place during the induction stroke. The quantity of fuel is, however, less (excess air). As with stratified mode, fuel is also the factor controlling performance in this operating mode.
The engine management system maintains the torque at a constant level during load changes between these two operating modes (homogeneous and stratified mode) by adapting the quantity of fuel, air charge, and ignition angle according to the driver's requirements.
The high rate of exhaust gas recalculations in spark-ignition engines with direct injection reduces the volume of untreated NOx emissions (upstream of the catalytic converter). Newly developed catalytic converter systems also reduce the remaining nitrogen oxides to below the levels required by law, even during operation with a lean mixture.
Today's direct injection systems can reduce fuel consumption by up to 15% and therefore, effectively lower the amount of traffic-related C02 emissions. The system satisfies the EU IV exhaust-emission standard and has an EOBD self-diagnosis which complies with the European standard.

( Photo and Screen Saves by Vladimir P. Leshchenko)
Gasoline Direct Injection Engine

Let's consider some features of this injections systems on an example of the engine 3S-FSE, DOHC, 16V, VVT-i, (E-SCV) Toyota (D4=Direct Injection 4 Stroke Gasoline Engine).
[LEFT]Direct gasoline injection [/LEFT]
[LEFT]Dynamic mixture formation [/LEFT]
[LEFT] Decisive combustion control [/LEFT]
[LEFT] Delightful performance [/LEFT]
The main feature of the engine of direct injection consists that fuel moves directly in cylinders through atomizers which are established in the block and under pressure in tens times more, than in usual injection systems. As consequence (investigation), considerably raises a degree of dispersion of fuel and his (its) combustion is improved. Pressure in fuel system is created by the additional pump with a mechanical drive (High pressure Fuel Pump).




It is sufficient the geometry of the top surface of pistons is remarkable.


 
The significant part of the hinged equipment described injection systems has remained without changes. For example, MAP-Sensors, Oxygen Sensors, TPS. The arrangement is unusual ECU - it is direct under a cowl...
In D-4 will be used VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent) which application allows to increase twisting moment and capacity of the engine at simultaneous decrease (reduction) of toxicity of exhaust gases also is used. Adjusting synchronization of opening of inlet valves according to number of revolutions of the engine to become possible (probable) the increase of quantity (amount) of air acting in cylinders that allows to increase and quantity (amount) of fuel of combustion submitted in the chamber (photo and etc.)
Usual system EGR is applied for decrease (reduction) of a level of harmful emissions NOx (Exhaust-gas recirculation) with which help the part of exhaust gases moves in cylinders, that displaces balance of reaction of formation (education) NOx aside reduction of their quantity (amount). The GDI-technology allows to reach (achieve) high density of a fuel-air mix that makes possible to use substantial growth of quantity (amount) EGR without risk of decrease (reduction) of stability of combustion. In result in the GDI-engine quantity (amount) NOх in exhaust gases decreases on 70...95 %.

The applied constructive and other decisions have allowed to receive significant improvement of parameters of capacity and twisting moment at simultaneous increase of profitability and decrease (reduction) of a level of toxicity of exhaust gases of the automobile. Similar increments of parameters at the engine 1JZ-FSE VVT-i D-4 (BEAMS: Breakthrough Engine with Advanced Mechanism System).
Engines with gasoline direct injection need two O2-sensor, one upstream and one downstream of the catalytic converter. To allow the engine to run lean, the sensor upstream of the catalytic converter must be able to detect a lean mixture (λ >1). The very latest broadband sensors are used for this purpose. Thanks to their planar design, they reach the required operating temperature after just a few seconds. As a result, they make a significant contribution to reducing emissions during the critical w
period so that the Euro IV and ULEV (Ultra Low Emission Vehicle) regulations can be satisfied.

The comparative table of parameters of engines 3S-FSE and 3S-FE
Name / type of the engine
3S-FSE (D-4), DOHC, 16 Valve, VVT-i, (E-SCV)
LASRE α-II 3S-FE
( 16VALVE, EFI), DOHC
Capacity, cc
1.998
Compression Ratio
10,0
9,5
Horsepower, kW/PS/rpm
107 / 145 / 6.000
99 / 135 / 6.000
Torque, Nm/rpm.
196 / 4.400
181 / 4.400
Application **
Maintenance (contents) CO2, g/km
166
207
Profitability, km/L (Test "10-15")*
15,4 (Vista GF-SV50)
12,2 (Vista GF-SV55)
The maintenance (contents) harmful
NOx, g/km
0,25
HC, g/km
0,25
CO, g/km
2,10
Pressure in fuel system (Fuel Pressure Regulator), MPa
up to 12,0
0,33
*For example, Mark II (E-JZX100 with BEAMS 1JT-GTE VVT-i and ECT-E) have in "10-15" 10.6 km/l and 18 km/l at 60km/h
(Nguồn Alflash.com.ua)
 
Bổ sung thêm cái sơ đồ. Nói chung công nghệ GDI vẫn còn mới. Mấy bài ở trên sẽ cho chúng ta hiểu tổng quát về công nghệ này.

 
M

manhcknn

Author
Công nghệ của năm 2009: Phun nhiên liệu trực tiếp
Đưa nhiên liệu tới ánh lửa đã là là một vấn đề gây đau đầu nhất cho mọi nhà thiết kế động cơ từ thủa ban đầu. Vào những năm 1890, Rudolf Diesel đã chứng minh sự xuất sắc của chiếc động cơ của mình sau 4 năm miệt mài nghiên cứu.

Nhưng người mà làm cho những chiếc động cơ diesel này được áp dụng vào thực tế lại là Robert Bosch bằng cách phát triển hệ thống phun nhiên liệu đầu tiên sau 15 năm nỗ lực. Về phía động cơ xăng, khi Henry Ford nóng lòng muốn chạy thử nghiệm động cơ vào đêm Giáng sinh năm 1893 thì ông phân công cho vợ mình làm nhiệm vụ thấm carbon. Khi Henry đang quay bánh đà thì Clara làm rớt xăng vào ống dẫn vào. Và sự kết hợp này đã cho kết quả: động cơ đơn xi-lanh của Ford đánh lửa từ ống xả và cháy bùng lên trong bếp cho đến khi Henry ra hiệu cho Clara dừng đưa nhiên liệu vào.
http://autonet.com.vn/Library/Images/39/Nam2008/Autonet/Autonet Online/Thang12/Congnghenam2009/2.jpg

Hơn một thế kỉ đau đầu, một phương thức lý tưởng để đưa nhiên liệu đến ánh lửa cuối cùng cũng được đưa vào áp dụng sản xuất. Phun trực tiếp – bơm nhiên liệu nén thẳng vào mỗi xy-lanh – là chìa khóa làm cho những động cơ đốt trong của tương lai. Để cho phép tiến một bước dài trong hiệu suất, hiệu quả và sự sạch cho sẽ động cơ xăng và dầu thì phun nhiên liệu trực tiếp được Automobile bầu chọn là Công nghệ của năm 2009.

Trong Chiến tranh Thế giới thứ hai, công nghệ phun trực tiếp cho phép quân đội Đức với những chiếc Daimler-Benz V12 có thể bay lộn ngược. Đây là một cuộc diễn tập khiến cho đối thủ Anh với những chiếc Spitfire trang bị động cơ pha các-bon Roll Royce phải líu lưỡi. Khi hòa bình lập lại, Mercedes-Benz đã đưa công nghệ phun trực tiếp xuống mặt đất, biến chiếc xe thể thao 300SL và SLR thành những hung thần trên cả đường phố và đường đua.

Phun xăng trực tiếp bắt đầu tiến vào Mỹ 5 năm trước đây trên những chiếc BMW V-12 và Isuzu V-6. Trong khi phun nhiên liệu vào buồng đốt cháy đòi hỏi áp suất cao gấp khoảng 50 lần so với phun theo cổng và thêm công nghệ điều chỉnh bằng điện tinh tế thì đã có những lợi ích to lớn được đáp ứng. Do nhiên liệu không được lấy từ thành của cổng đầu vào nên hỗn hợp không khí – nhiên liệu có thể được duy trì chặt chẽ hơn, cả ở cây số đi được và độ xả thải.

Thêm vào đó, tác dụng làm mát khi xăng nhỏ giọt vào bên trong khoang đốt cháy làm cho tỉ lệ nén cao hơn mà không gây ra cháy nổ. Ép hỗ hợp này chặt hơn trong quá trình nén và cho phép nó tồn tại lâu hơn trên bộ truyền động thì cú đánh lửa có thêm năng lượng từ mỗi ml xăng.

Trong ngành đường sắt, những hệ thống phun trực tiếp mang đến tiếng ồn, bụi bẩn và những chiếc xe chậm chạp, những chiếc xe chạy dầu sống lại, đầu tiên là ở châu Âu, và giờ cả Bắc Mỹ. Thay vì gõ pittong vào một bộ phận nhiên liệu đơn lẻ thì những chiếc xe chạy dầu ngày nay đánh lửa với một hoặc nhiều vòi phun, tiếp theo là một lượng nhiên liệu chính và một chút nhiên liệu phun vào sau.

Phân kì đưa nhiên liệu vào một cách cẩn thận làm cho tiếng ồn của động cơ diesel biến mất, nâng cao sự êm ái trong khi giảm thiểu sự xả thải. Một chiến lược sáng suốt nữa là phun nhiên liệu tạm thời vào kì sau của sự đốt cháy. Kết quả là khí thải được lọc khỏi các chất độc hại.

Phun trực tiếp và sự tăng thế kết hợp với nhau tốt hơn là Henry và Clara. Ford dự tính sẽ dùng ít xy-lanh hơn với công nghệ phun trực tiếp và turbcharging này để đạt được quãng đường đi tăng thêm 20% mà không bị ảnh hưởng đến hiệu suất. Trong khi các nhà sản xuất khác không kì vọng nhiều vào những gì đạt được từ công nghệ này thì mọi người cũng đã công nhận rằng công nghệ phun trực tiếp cho tất cả những chiếc xe động cơ đốt trong một cơ hội hồi sinh mới.

* Thái Thanh
*********************************************

manhcknn lưu ý, phải để nguồn gốc bài viết đã sao chép. Đây là hình thức tôn trọng tác giả.
 
Last edited by a moderator:
Top