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詳解現代/起亞汽車GDI發動機技術
來源:汽車維修技師  作者:佚名  2014-02-04 06:53:06

    GDI是英文詞組Gasoline DirectInjection的縮寫,譯成中文是汽油直接噴射。使用這樣技術的發動機通常被我們稱為缸內直噴發動機。對于我們大多數維修同行來說,缸內直噴發動機并不陌生,因為在前幾年大眾汽車就在其國內生產的車型上配置了這樣的技術,然后是通用汽車緊隨其后生產出了配置缸內直噴發動機的車型。與歐美車系比較而言,亞洲車系在這方面的投入就明顯緩慢了很氛但是隨著技術競爭的激烈和對于燃油經濟性以及環保要求的提高;亞洲車型在技術上的投入也力口快了步伐,韓國現代汽車就于2012年初向中國市場推出了配置GDI發動機和8速變速器的勞恩斯轎車和雅科仕轎車,然后又在當年中推出了配置GD I技術加渦輪增壓技術發動機的改款轎跑車飛思,而在2013年上市的現代新勝達ix45和新雅尊3.0L以及第三代起亞索蘭托車型和2013年底上市的東風悅達起亞K5車型上也都配置了GDI發動機。本文是筆者根據自己的培訓日記所做的一個關于現代/起亞汽車GD I發動機技術方面的敘述和總結,希望借此能夠和廣大維修同行共同分享。
    傳統的進氣道噴射式發動機每缸的噴油器安裝在進氣歧管上靠近汽缸蓋的地方,燃油被噴入到進氣道中和空氣充分混合形成可燃混合氣后進入到燃燒室,然后在壓縮行程末期由火花塞點燃進入到燃燒室的可燃混合氣。相比較而言,GD I發動機的噴油器則是安裝于進氣門側的汽缸蓋上,燃油以高壓的形式被直接噴射到燃燒室中與空氣混合后燃燒。如果單從外觀上進行區別,GD I發動機與傳統進氣道噴射式發動機最大的區別就是噴油器的安裝位置和GDI發動機的高壓燃油供給系統。可實際上為了能夠實現汽缸內燃油直接噴射這種設計方案,發動機設計師是經過了無數次的計算和實驗,在發動機的機械部分和控制系統方面做了很多的完善,最后才能夠得以實現。與大多數汽車廠家一樣,現代/起亞汽車的GDI發動機也是以其現有幾款技術成熟的發動機為基礎進行GDI技術的設計和并發。目前現代/起亞汽車已經裝車的GD I發動機分別是Gamma系列發動機的1.6L GDI發動機,Theta系列發動機的2.0L/2.4L GDI發動機(如圖1所示),Lambda系列發動機的3.0L/3.3L/3.8L GDI發動機,Tau系列發動機的5.0L/5.5L GDI發動機(如圖2所示)。筆者現就以上的幾款現代/起亞汽車的GDI發動機為例對此做一簡要介紹。


    一、機械部分
    現代/起亞汽車的GDI發動機幾乎都在其原有的MPI發動機的基礎上進行的開發和設計,所以發動機的基本構造和外形與相應型號的MPI發動機的區別并不是很大,但是為了能夠適應和匹配GDI技術,在發動機的機械部分還是進行了很多項的優化和改良。GDI發動機的汽缸體與同型號的MPI發動機一樣都是由高壓鋁合金材料制成,但是GDI發動機汽缸體安裝曲軸的基座部分要比同型號的MPI發動機加厚了2mm(如圖3所示),以應對高轉速輸出和震動。在汽缸體的主油道上安裝有機油噴油嘴(如圖4所示),用以提供機油



冷卻活塞。活塞和活塞銷通過全浮式的連接方式與連桿連接到一起,為了形成有效的渦流,活塞頂部設計成了碗狀(如圖5所示)。由于GD I發動機的高壓縮比,對于汽缸蓋螺栓的抗拉強度也進行了加強,其抗拉強度從92×107~102×107kPa增加到98×107~108×107kPa,擰緊汽缸蓋螺栓時,必須使用塑性域角度法緊固,汽缸蓋螺栓的緊固力矩為34.3kPa(3.5kgf/m2)+90°+90°。發動機冷卻系統設計為冷卻液U形流動的循環方式(如圖6所示),提高了液體循環速度,因此降低了汽缸蓋和油的溫度。根據發動機的結構形式,潤滑系統應用了不同的機油泵,其中Theta系列GDI發動機應用了齒輪式機油泵,而V形的Lambda發動機和Tau發動機則應用了葉片可變式機油泵。GD I發動機的正時鏈條也由之前MPI發動機配置的無聲鏈條變更為經過改良的滾子鏈條(如圖7所示),對此韓國廠方給出的解釋是由于GD I發動機比MPI發動機更容易產生大量的積炭,而積炭會導致正時部分的跳齒,而應用滾子式正時鏈條可以有效避免這種情況的發生,但是這樣一來發動機的噪音就會大一些。




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關鍵詞:GDI

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