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详解现代/起亚汽车GDI发动机技术
来源:汽车维修技师  作者:佚名  2014-02-04 06:53:06

    GDI是英文词组Gasoline DirectInjection的缩写,译成中文是汽油直接喷射。使用这样技术的发动机通常被我们称为缸内直喷发动机。对于我们大多数维修同行来说,缸内直喷发动机并不陌生,因为在前几年大众汽车就在其国内生产的车型上配置了这样的技术,然后是通用汽车紧随其后生产出了配置缸内直喷发动机的车型。与欧美车系比较而言,亚洲车系在这方面的投入就明显缓慢了很氛但是随着技术竞争的激烈和对于燃油经济性以及环保要求的提高;亚洲车型在技术上的投入也力口快了步伐,韩国现代汽车就于2012年初向中国市场推出了配置GDI发动机和8速变速器的劳恩斯轿车和雅科仕轿车,然后又在当年中推出了配置GD I技术加涡轮增压技术发动机的改款轿跑车飞思,而在2013年上市的现代新胜达ix45和新雅尊3.0L以及第三代起亚索兰托车型和2013年底上市的东风悦达起亚K5车型上也都配置了GDI发动机。本文是笔者根据自己的培训日记所做的一个关于现代/起亚汽车GD I发动机技术方面的叙述和总结,希望借此能够和广大维修同行共同分享。
    传统的进气道喷射式发动机每缸的喷油器安装在进气歧管上靠近汽缸盖的地方,燃油被喷入到进气道中和空气充分混合形成可燃混合气后进入到燃烧室,然后在压缩行程末期由火花塞点燃进入到燃烧室的可燃混合气。相比较而言,GD I发动机的喷油器则是安装于进气门侧的汽缸盖上,燃油以高压的形式被直接喷射到燃烧室中与空气混合后燃烧。如果单从外观上进行区别,GD I发动机与传统进气道喷射式发动机最大的区别就是喷油器的安装位置和GDI发动机的高压燃油供给系统。可实际上为了能够实现汽缸内燃油直接喷射这种设计方案,发动机设计师是经过了无数次的计算和实验,在发动机的机械部分和控制系统方面做了很多的完善,最后才能够得以实现。与大多数汽车厂家一样,现代/起亚汽车的GDI发动机也是以其现有几款技术成熟的发动机为基础进行GDI技术的设计和并发。目前现代/起亚汽车已经装车的GD I发动机分别是Gamma系列发动机的1.6L GDI发动机,Theta系列发动机的2.0L/2.4L GDI发动机(如图1所示),Lambda系列发动机的3.0L/3.3L/3.8L GDI发动机,Tau系列发动机的5.0L/5.5L GDI发动机(如图2所示)。笔者现就以上的几款现代/起亚汽车的GDI发动机为例对此做一简要介绍。


    一、机械部分
    现代/起亚汽车的GDI发动机几乎都在其原有的MPI发动机的基础上进行的开发和设计,所以发动机的基本构造和外形与相应型号的MPI发动机的区别并不是很大,但是为了能够适应和匹配GDI技术,在发动机的机械部分还是进行了很多项的优化和改良。GDI发动机的汽缸体与同型号的MPI发动机一样都是由高压铝合金材料制成,但是GDI发动机汽缸体安装曲轴的基座部分要比同型号的MPI发动机加厚了2mm(如图3所示),以应对高转速输出和震动。在汽缸体的主油道上安装有机油喷油嘴(如图4所示),用以提供机油



冷却活塞。活塞和活塞销通过全浮式的连接方式与连杆连接到一起,为了形成有效的涡流,活塞顶部设计成了碗状(如图5所示)。由于GD I发动机的高压缩比,对于汽缸盖螺栓的抗拉强度也进行了加强,其抗拉强度从92×107~102×107kPa增加到98×107~108×107kPa,拧紧汽缸盖螺栓时,必须使用塑性域角度法紧固,汽缸盖螺栓的紧固力矩为34.3kPa(3.5kgf/m2)+90°+90°。发动机冷却系统设计为冷却液U形流动的循环方式(如图6所示),提高了液体循环速度,因此降低了汽缸盖和油的温度。根据发动机的结构形式,润滑系统应用了不同的机油泵,其中Theta系列GDI发动机应用了齿轮式机油泵,而V形的Lambda发动机和Tau发动机则应用了叶片可变式机油泵。GD I发动机的正时链条也由之前MPI发动机配置的无声链条变更为经过改良的滚子链条(如图7所示),对此韩国厂方给出的解释是由于GD I发动机比MPI发动机更容易产生大量的积炭,而积炭会导致正时部分的跳齿,而应用滚子式正时链条可以有效避免这种情况的发生,但是这样一来发动机的噪音就会大一些。




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