汽油直噴燃燒技藝(GDI)的根基技藝的利用起由于30年代，但長久以來無可以進行，不過到了近兩年，源于電子技藝和其余體系的功能的提升，才使這類新概念有所作為。

開發(fā)直噴技藝的開始想法是源于在許多數(shù)的概況下，啟動機的空燃比可行調(diào)節(jié)到比用化學(xué)計算法得出的14.7:1更稀薄的狀況，而不會對啟動機功能形成負面的作用。然則其有限性而是這樣的，稀薄混合氣體不容易點燃，況且還會隨之發(fā)生相應(yīng)的釋放物，其最重要的成分是氮氧化合物（NOX）。

采納直噴技藝后，汽油以細小滴狀的薄霧形式映入汽缸，而非是以蒸汽的形式。這也就意指著當汽油霧滴消化熱量變?yōu)榭扇颊羝麜r，實質(zhì)上對啟動機的汽缸起到了冷卻的效用。這類冷卻效用下降了啟動機對辛烷的須要，是以其緊縮比可行有所增添。況且正如柴油一樣，采納較高的緊縮比可行提升能源的效能。

采納GDI技藝的另一種優(yōu)點是它能夠加速油氣混合氣體的燃燒速度，這讓得GDI啟動機和慣例的化油器噴射啟動機比較，可行很好地適應(yīng)廢氣再重復(fù)工藝。比如，在三菱的啟動機上，當?shù)∷龠\行進程中假如啟動機燃燒不固定，則啟動機可行以40:1的空燃比很安穩(wěn)地運轉(zhuǎn)（假如采納了廢氣再重復(fù)EGR技藝，那末啟動機的空燃比可行提升到55:1）。

打算一個十分稀薄的混合氣體的要害是是否尋到一個可靠的點燃它的門徑。這就請求在火花塞間隙周邊混合氣的濃度充足大，以便能點燃。源于火焰的焰心要比火花塞的間隙大小大得多，一朝燃燒以后火焰就會向燃燒室內(nèi)的稀薄氣體地域分散。早期的GDI的開發(fā)事業(yè)著重于探討能夠在炙熱狀況下，長時間事業(yè)點燃可燃物的兆點點火體系。盡管這種體系發(fā)出的炙熱的、較大的火花能夠很簡單地將稀薄混合氣體點燃，然則由火花塞發(fā)出的熱量卻大大下降了火花塞電極的運用生命。

采納計算機來模擬進出燃燒室的能源和空氣流的概況是一項突破性的技藝。燃燒室和活塞的形狀、噴油脈沖的能量和方向、活塞和啟動機熱量的活動概況都會作用油氣混合物霧滴的位子。這項技藝采納了要害性的計算機技藝來確定空燃流的概況以及空燃噴射器的最好位子以及火花塞的相干參數(shù)。

兩個根本的體系

當這項技藝利用于GDI時會發(fā)生兩個根本的體系，他們區(qū)別是HPDI和LPDI。HPDI體系依托高壓（100巴或100個大度負擔）來迫使能源映入曾經(jīng)充滿空氣的燃燒室。在雷諾的IDE啟動機中，西門子采納了一種三活塞的汽油泵來發(fā)生能源噴射所需的高壓。同一時間，源于采納了電磁操控的閥門，讓得啟動機的操控體系能夠依據(jù)啟動機的運行須要確定進、排氣門的正時時間。

Orbital企業(yè)的低壓直噴體系（LPDI）是對兩沖程啟動機利用于車子生產(chǎn)的技藝的進一步改善和改良。采納LPDI體系后，必定量的汽油被噴射到位于油氣混合氣噴射裝置頂部的氣室內(nèi)。一種皮帶或凸輪傳動的空氣緊縮機用以向空氣噴射裝置提供大約6.5巴的負擔。當空氣噴射裝置的線圈被發(fā)動后，空氣負擔就會使汽油和空氣映入到燃燒室中。這種體系產(chǎn)生效用的要害是映入到燃燒室中的能源流應(yīng)當是表現(xiàn)易燃狀況。該體系的一種很最重要的的特色是源于能源無處在十分高的負擔下，是以也就不要運用特殊的汽油泵，汽油供油裝置發(fā)生開裂和泄漏的危險性也小得多。

　　HPDI和LPDI這兩個體系都面對著挑戰(zhàn)。一是汽油的噴射形式必需非常精準，以便能夠以成層的形式正確地將能源發(fā)展分配。在HPDI體系中，這意指著須要更高的噴射負擔和更快的噴射速度。西門子企業(yè)宣稱它日前正好探討多達200巴負擔的汽油噴射體系，該體系具備能夠在半毫秒內(nèi)點火的高精度的噴射裝置。

要得到較稱心的燃空混合氣分層就意指著燃燒室和活塞頂部的形狀皆是十分要害的。這須要對每臺啟動機運用計算機形象和廣大的測試來確定其終歸的形狀。這也便是說GDI技藝其實不能容易地捆綁于現(xiàn)存的啟動機上。汽缸和活塞須要發(fā)展變動，啟動機的電子操控體系的硬件也須要改良。

和慣例的啟動機汽油泵比較，HPDI體系所需的汽油泵有相當大的區(qū)分。慣例的電動汽油泵須要讓汽油流經(jīng)泵體來維持冷卻和潤滑。而另一方面，高壓HPDI體系的汽油泵卻采納了與汽油流隔離開的液壓泵組件。為了下降在如許高的負擔下運行時產(chǎn)生泄漏的可能性，將這兩部分的功效隔離開是很有必需的。PSA標致/雪鐵龍企業(yè)和西門子企業(yè)曾經(jīng)構(gòu)成了一種合資企業(yè)來專門為歐洲市場制造這類新款的汽油泵。

讓啟動機燃燒十分稀薄的油氣混合氣體也就意指著其每個燃燒沖程燃燒的能源量更少，于是發(fā)生的功率也就更小。三菱企業(yè)的GDI啟動機經(jīng)過采納雙重形式的燃燒體系突破了這種有限性。關(guān)于在尋常概況下的諸如都市城區(qū)的低負載駕馭工況，汽油在緊縮沖程延遲噴射，這一絲和柴油啟動機一樣。這類形式提供了一個極稀薄的油氣混合物分層，從而提升了啟動機的汽油經(jīng)濟性。當來源不同的啟動機傳感器的消息探測到駕馭員期望在高負載或高車速下操縱車子時，噴射脈沖就會提早在進氣沖程發(fā)展噴射。

這類技藝應(yīng)允啟動機運用尋常的空燃比。其要害是啟動機的電子體系能夠?qū)崟r確定汽油應(yīng)在什么時候以何種形式噴射。

GDI技藝對啟動機釋放的作用

GDI技藝對啟動機的釋放具備很要緊的作用。你可行想像獲得，當不多的能源在一種富氧的環(huán)境中燃燒時，HC和CO的發(fā)生量確信會大大降低。另一方面，氮氧化物NOX的發(fā)生則是個難題。為了幸免這種難題的產(chǎn)生，三菱的GDI啟動機采納了30％的EGR比率，并采納了一種新款的稀薄NOX氣體催化器。這類催化器是一個儲藏型的設(shè)施，它能夠在須要的概況下消化多余的NOX，接下來將HC釋放物導(dǎo)入那部分的催化轉(zhuǎn)換器而從新起效用。源于這種裝置位于三元催化器的前面，所須要的用于多余的NOX催化的HC的量在此處應(yīng)當引起注意。

這項新技藝至少須要采納好幾個傳感器才能夠起效用。大家開發(fā)出了一個新款的傳感器來探測多余的NOX的水準，這類傳感器在好多方面與慣例的氧傳感器很類似，只只是它的固體電極采納了不同的資料，況且它采納了兩室的設(shè)置構(gòu)造。慣例的氧傳感器關(guān)于采納非化學(xué)計量法得出混合汽體不起效用，是以在這邊還須要少許其余的東西。一個被開發(fā)用于ULEV啟動機的被稱為UEGO分線性氧傳感器在這類空燃比的概況下能夠良好地事業(yè)，并被用于三菱企業(yè)的啟動機體系中。

正如果你所曉得的那樣，GDI啟動機與日前機動車上廣大配備的慣例的進油口汽油噴射的啟動機有相當大的不同，況且這類新款的啟動機全無疑問將在不遠的將來臨到利用。實是上，豐田企業(yè)的混合能源小汽車Prius上曾經(jīng)配備了一輛這樣的啟動機，況且福特、通用和克萊斯勒企業(yè)都正好對這類新款啟動機發(fā)展研制。一種積淀了70年的概念正好一步步變?yōu)閷嵱玫漠a(chǎn)物，這便是使人值得稱道的位置。而全部這一切都要歸功于車載的傳感器和電子操控體系，以及終歸使該項技藝浮出水面的計算機建模體系。