凯迪拉克SIDI 缸内直喷发动机技术探秘

　　近年来，随着汽油发动机技术的飞速发展，一种被称为汽油发动机基因突变的“缸内直喷”技术迅速跨入了汽车科技的前沿。以大众FSI、凯迪拉克SIDI、奔驰CGI为代表的缸内直喷发动机正引发一场世界性的“直喷革命”。

　　其中代表凯迪拉克在缸内直喷技术方面的核心成果——“SIDI”系列发动机随着新一代CTS的引进而来到中国。这款3.6升排量的先进发动机装备于新CTS的两款高性能车型上，为新车带来了极大的动力提升，在油耗和环保方面更是表现突出，成为中国市场上最先进的高性能发动机之一，“SIDI”也成为凯迪拉克这个豪华品牌的尖端核心技术的象征。

　　缸内直喷带来 “基因突变”

　　从19世纪末汽车诞生以来，几乎在大半个世纪中，一直都是化油器扮演着汽油发动机 “主心骨”的角色。直到1954年，第一辆匹配4 冲程单点汽油喷射发动机轿车诞生，雾状燃油直接喷入进气歧管，比化油器发动机提供了更大的动力和更高的燃油经济性，代表了汽车科技的一次飞跃。

　　自从单点和多点喷射技术在上世纪80年代普遍应用以来，技术上的改进一直停留在进气系统上，从2、3、4、5气门、可变进气、可变气门升程到正时技术等，虽然花样不断翻新，但燃油依然喷射在进气歧管中，并没有根本的改变，以至于十多年来，当柴油发动机不断突破性发展的时候，汽油发动机依旧在小打小闹，直至“汽油缸内直喷技术”诞生才彻底改变了这个尴尬局面。

　　缸内直喷技术之所以被誉为汽油发动机的“基因突变”，根本原因在于燃油喷射位置的转化，相比原先喷入进气歧管的方式，新的缸内直喷技术把燃油直接喷到气缸燃烧室内，这与柴油发动机的喷油方式极为类似，以至于人们说汽油发动机向柴油机型靠拢，产生了“基因突变”。正是这个突变的革新，让原本技术上“势不两立”的汽油柴油发动机技术居然产生了共同之处，这是一次基因突变，更是一次划时代的技术革命。

　　缸内直喷创造无穷魅力

　　最先进的缸内直喷技术是通过均匀燃烧和分层燃烧两种模式，实现高负荷、尤其是低负荷下的燃油削耗降低，动力提升明显。换句话说，直喷技术对于发动机只承担部分负荷时（表现为发动机转速不高，且指针需要来来回回的震荡），比如都市道路走走停停的拥堵状况下，其节油效果特别明显；而在中高速转区内，整体效能提升可达15%以上，带给驾驶者的直接感受就是源源不断的动力输出，而油耗水平仍然比传统发动机低。这样的优势也让不少厂商积极投身缸内直喷技术的研发中，并从独家技术角度各自取了名字，比如FSI、Motornic、CGI、SIDI、JTS，但本质上没有差别。

　　直喷发动机魅力的最早证明是在2001年7月的勒芒24小时耐力赛上。当时获胜的R8匹配双增压的V8 FSI直喷发动机。出色的表现使它领先对手一圈之多，良好的燃油经济性使它延长了加油的间隔，为比赛赢得了时间，最终证明直喷技术不仅有出色的动力表现，燃油也大幅节省。而且R8车手们一致认为发动机动力反映敏捷且非常到位。

　　而在几年后凯迪拉克CTS测试过程中，最新一代直喷发动机的优势再次让人惊叹。在德国纽伯林多达177个弯道的测试跑道上，新一代CTS凭借SIDI发动机的惊人动力和良好的稳定性，创下了一个个新的纪录，也打破了德系车在这一赛道的长期垄断；在德国不限速的高速公路测试过程中，装备SIDI发动机的新CTS时速远远突破240公里的时速，而其平均油耗仍然比上一代车型下降了3%。测试结果表明，在凯迪拉克VVT可变正时气门技术的基础上，第三代缸内直喷技术的加入大幅度提升了发动机的功率达15%，排放也降低25%，足以应付未来5年的排放标准，而油耗水平也创下同排量发动机新低。

　　SIDI缸内直喷应对“水土不服”

　　缸内直喷技术的无穷魅力让人遐想，但是也对制造工艺和使用环境提出了极高的要求，很容易带来“水土不服”。由于缸内燃油喷射器的加入导致了对发动机设计和制造工艺要求都相当的高，如果布置不合理或者制造精度达不到要求将直接导致刚度不足甚至漏气，新技术的使用也只能得不偿失。另外由于技术原因，部分缸内直喷发动机对燃油品质的要求也比较高，所以部分欧洲进口车型曾出现发动机的水土不服情况,为此目前引入国内的一些欧洲直喷发动机也将分层燃烧去掉,仅留下均质燃烧,虽然能保证适应中国燃油,但直喷发动机的技术优势就被明显打了折。

　　而引入中国的SIDI发动机则能够同时提供均质燃烧和分层燃烧,完全体现了缸内直喷技术的核心魅力。为了充分符合中国使用环境的现状，新一代CTS在进口前进行了长时间的环境与油品测试，在中国大连、北京、海南、西安等代表性地区连续进行了一年半的试车，装备SIDI发动机的试验车甚至加注了低标号的非清洁汽油进行测试，结果发动机仍然能够正常使用，这些严格测试证明，SIDI发动机及其全部技术指标完全能够适应中国市场的需要，这也是中国市场第一款完全意义上的缸内直喷发动机。

　　此外，凯迪拉克SIDI发动机还增加了双重模式保证发动机的最佳工况。在冷车模式下，发动机采用“多段喷油”方式，通过“前段”与“后段”喷油的差异化方式保证冷车状态下的发动机运转效率和排放始终处于最优状态；当发动机工作温度达到正常标准，即开启普通模式，保证以最低油量发挥最大功率。这种双模式对于中国北方地区以及冬季条件下的使用非常有效。