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[日内瓦车展]奔驰CLS采用新型直喷发动机
时间:2006年03月03日09:29 我来说两句(0)  

 
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来源:日经BP社技术在线】 【作者:林 达彦
    德国戴姆勒·克莱斯勒的梅赛德斯·奔驰公司在第76届日内瓦车展(76th International Geneva Motor Show,2006年3月2日~12日面向公众开放)上宣布,4门酷派“CLS系列”配备了采用压电式燃料喷射阀的新型汽油直喷发动机。
该发动机是现有进气口喷射V6发动机的替代品,采用了称为Spray-guided(喷雾引导)直喷的第3代直喷技术。将从2006年下半年开始在西欧用于配备“CLS350”。

  Spray-guided直喷只需将燃料喷射成雾状,便可局部形成燃料较浓的区域,通过在这一区域附近设置点火火花塞来实现成层燃烧(稀薄燃烧)。直喷发动机方面,第一代称为Wall-guided(壁面引导)直喷型,利用缸内空气流动使燃效成层,实现了稀薄燃烧;第二代称为Stoicheio(按化学计量混合)直喷型,以理论混合比混合燃料和空气。

  第一代以三菱汽车已投入使用的GDI(缸内直喷)发动机为代表。而第二代目前则以使用三元催化剂轻松净化尾空的发动机为主流。不过,由于是以理论混合比来工作,所以燃效提高效果不如稀薄燃烧。

  Spray-guided直喷虽然实现了稀薄燃烧,不过在燃料成层方面并不是利用空气流动,而是通过喷射阀实现的。CLS配备的发动机通过在燃烧室顶部配置喷射阀,以20MPa(200気圧)的高压来喷射燃料。这时,为了在点火火花塞附近形成燃料浓度较高的区域,呈圆锥状喷射。而且还通过在压缩行程中像柴油发动机那样多次喷射燃料,以促进燃料和空气的混合。

  采用此次的Spray-guided方式的3.5L·V6发动机,通过改进燃料与空气混合,扩大了可通过稀薄燃烧工作的区域,可凭借稀薄燃烧实现超过120km/h的时速。另外,通过采用直喷设计,与原来的进气口喷射相比,压缩比从10.7:1提高到了12.2:1。这样,燃效在混合模式下达到了11km/L左右,与采用进气口喷射的老款CLS350相比,大约提高了1.6km/L,获得了15%以上的改善效果。

  新开发的发动机燃料系统由德国博世公司(Bosch)供应。燃料系统包括共轨系统、高压泵、压电式喷射阀等,其中,喷射阀采用的是在柴油车高压喷射领域率先使用的压电式。普通直喷发动机大多采用螺线管式喷射阀,而压电式由于响应性出色,所以具有可正确进行多次燃料喷射的优点。不过缺点是成本非常高,因此尚未确定今后是否在Spray-guided直喷中采用压电式喷射阀。

  由于喷射阀配置在燃烧室顶部,所以将点火火花塞配置在了排气阀附近。火花塞可轻松点燃带涡旋转流且喷射成雾状的燃料,并且还设置在了可直接点燃燃料、不会形成积碳的位置。

  活塞的顶面的形状也很有特点。像直喷柴油发动机采用的凹腔型活塞(Reentrant Piston)一样,在顶面设计了凹陷,这样浓混合气体在遇到气缸壁时就不会扩散。

  发动机的最大输出功率为215kW(292bhp)/6400rpm,最大扭矩为365N·m,分别提高了20hp和4%。这样一来,从起动加速至100km/h的时间就缩短到了6.7秒,配备限速器时的最大时速达到250km/h。
 
Spray-guided直喷发动机的分解样品

(责任编辑:俞劲柏)



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