汽車檢修實務報告 班級 : 車輛三乙 姓名 : 許群億 學號 : 汽油噴射引擎之缸內直噴

現代汽車科技日新月異，傳統的噴射引 擎已不符合現代環保概念的意識，所以 有許多廠商都開始開發最新型的噴射引 擎，來減少耗油量跟排放出來的廢氣。 以下所介紹之缸內噴射引擎是符合現代 環保概念的引擎之一。 前言：

現今所常看到之噴射引擎概述 Ｌ型噴射系統圖示 “ Ｌ ” 為翼板式的空氣流量感 知器，靠吸入的空氣來推 動翼板，使其產生不同的 電壓訊號，將此訊號送至 電腦，作為控制噴射量的 依據。當電子控制電流通 到噴油嘴時，即噴油通電 時間即為噴射時間，故稱 為間歇噴射。 Ｌ型優點：控制精確、主 要為取代舊式壓力計量的 噴射系統。 Ｌ型之缺點：翼板造成進 氣的阻力，體積較大，在 高海拔會因測量誤差而造 成混合氣過濃。

ＬＨ型的基本工作原理和Ｌ型 一樣，但ＬＨ型在空氣流量計 從翼板式改進為熱線式空氣流 量感知器，它由計量空氣體積 轉變為計量空氣質量。ＬＨ型 靠不同的空氣流量通過熱線， 使熱線的溫度改變，而改變流 過熱線上的電流量，這電流量 會被轉換為電壓訊號送入電腦， 以做為吸入空氣量多寡的判定。 L H 型之優點：測量精確、反 應快速、結構簡單、無機械性 之磨損、不受空氣溫度影響並 改善了Ｌ型之缺點。 L H 型之缺點：熱線較為單薄， 易受損，故有作動原理相同的 熱膜式改良型出現。 ＬＨ型噴射系統圖示

ＭＯＴＲＯＮＩＣ系統 是將點火和燃料兩系統 合併，由一組數位式微 處理機即電腦來控制。 電腦內已儲存了引擎在 各種運轉狀況下的噴射 量及在各轉速、負荷、 節氣門位置與噴射量為 基礎的最佳點火時期。 車輛行駛中，各感知器 會將所偵測到的訊號送 回電腦與電腦內已儲存 的噴射量及點火時期模 式相比對，處理後，控 制引擎做出最佳的點火 和最適當的噴油。 ＭＯＴＲＯＮＩＣ系統圖示 ＭＯＴＲＯＮＩＣ的系統它有很多 的優點在此大略介紹： １、能穩定的控制怠速。 ２、能改善冷車不易起動的毛病。 ３、採用含氧感知器和觸媒轉換器 降低 了排氣的污染量。 ４、燃料和點火合併控制，能使引 擎性能提昇、運轉安靜、信賴度提 高。 ５、配置自我診斷系統 。

現行燃油噴射引擎的原理 現行車輛所使用的歧管噴射系統，是在 1980 年代所開始導入的主動式供油技術， 以取代了原本機械式的化油器被動供油系 統。歧管噴射系統的供油噴嘴安裝 在進 氣歧管，在引擎的進氣行程時噴射注入燃 油，利用噴嘴產生霧化的油氣，與進氣系 統的新鮮空氣進行均勻的混合後導入引擎， 做為引擎運作的燃料。 在 電子控制技術不斷的演進之下，引擎 控制系統得以透過綿密的感知器網路，隨 時監控引擎運作的狀況，即時調整供油量， 使得新鮮空氣與燃料的比例，能保持在最 佳 的 14.6:1 之下，讓所提供的燃油都能達 成最佳的燃燒效果，但燃油的使用有一定 的物理極限，將無法進一步降低。 「 Fuel Injection 」燃料 噴射引擎。燃料噴射的 位置在進氣岐管當中， 利用噴嘴產生霧化的油 氣，與進氣系統的新鮮 空氣進行均勻的 混合後 導入引擎。

三菱 GDI 稀薄燃燒技術的原理 使用稀薄燃燒的引擎，在進氣行程中 並不進行供油，而是在壓縮行程後段 才進行供油，利用高壓的供油泵以及 特殊的噴油嘴設計，將油氣有效地集 中在火星塞附近， 讓燃油一口氣地點 燒，達成最佳的燃燒效果，而空氣與 燃油的比例，最多可以降低至 40:1 以 下，大幅降低了引擎運轉的油耗。而 為了讓燃油能夠精確地集由在火星塞 的附近，使用稀薄燃燒技術的引擎， 需配合特殊的活塞造型，以達成油氣 導引的目的。 但在需要大動力輸出的狀況之下，則 無法有效的滿足。同時大量的燃油集 由在火星塞附近點燃，將造成局部溫 度過高，使得同樣導入汽缸內的氮氣 與氧氣發生作用，產生過多的氮氧化 物，造成污染。 使用稀薄燃燒技術的引擎，噴油嘴 的位置不再位於進氣歧管當中，而 是置於氣缸內，將燃油直接噴注於 燃燒室。

Lexus D-4 引擎兼具性能追求或油耗 經濟性的二種引擎運作模式 Lexus GS300 所配置的 3GR-FSE 引擎，使用的是 D-4(Direct injection 4 stroke gasoline engine) 四行 程引擎缸內燃油直噴技術。這項缸內燃油直噴技術 是日本原廠在 1996 年所開發出來的全新供油技術， 歷經數年的改善，在 21 世紀所推出的第 2 代技術， 讓搭載 D-4 直噴技術的引擎，能在性能與油耗表現 取得平衡，成為環保而不失駕駛樂趣的實用化技術。 面對著環保以及性能表現 兩方面的要求， 3GR- FSE 引擎在燃油控制部份，採用高輸出與節能兩種 模式自動切換的方式，以兼顧油耗與動力輸出。

D-4 引擎之噴油分別

以省油為考量的經濟模式 當在定速巡航的等不需要大動力輸 出的狀況，引擎控制電腦會採取以 省油為主的供油模式。 3GR-FSE 引 擎在進氣行程時單純地僅吸入空氣， 並在壓縮行程的後段才進行噴射注 油的動作。利用活塞頂部特別的角 度設計， D-4 引擎在壓縮行程噴射注 油時所採取的集中式噴射油柱，能 夠反彈之後集中在火星塞部份，使 得火星 塞附近的達到足以點燒的油 氣濃度，讓爆炸的能夠有效的發生， 而這一小部份油料的燃燒，便能產 生足夠的動力，維持車輛的繼續行 走。而大幅減少的油料，也達成了 省油的目的。

追求強悍動力的性能模式 而一具好的引擎，終究不能只是 省油而已，動力的表現更是另一 項重要的考量。 當駕駛者大腳油門踏下，或是行 駛於上坡路段等需要大動力輸出 的 時候， D-4 引擎會切換為高輸 出模式。與傳統噴射引擎一樣， 在進氣行程就開始進行供油，並 以錐狀噴射方式，讓油料大量的 霧化，配合進氣渦流的設計，使 得油料與空氣進行均勻的混合， 使得其在壓縮後可以完全地燃燒， 產生出最大的動力。

D-4 引擎使用此技術使動力提升 10% ， 油耗節省 30% 在引入全新調校的 D-4 缸內燃油 直噴技術之後， 3GR-FSE 較傳 統同等級的歧管噴射引擎，在 動力輸出上可以提升超過 10% ， 而在油耗數字方面則可以減少 高達 30% 。而 GS 300 的 3GR- FSE 引擎更搭載了雙 VVT-i 進排 氣汽門正時控制系統，使其動 力與扭力輸出獲得最佳的配置， 使其能擁有高達 248 匹峰值馬力 以及 31.8Kg-m 的峰值扭力，並 可以在 2000 轉以上便輸出峰值 扭力 9 成以上的動力。

NISSAN 雙重缸內直噴系統達到一噴油嘴對應一汽門 雙重缸內直噴系統達到一噴油嘴對應一汽門示意圖

全新研發成功的雙重噴射系統，將燃油直噴系統裝置於汽 門前側，隨著汽門的開啟同時注入燃料，搭配 NISSAN 小排 氣量汽油引擎單缸雙汽門的配置，使得每汽缸會有著雙噴 油嘴的設計。根據計算，經過如此改良， NISSAN 雙重噴射 系統首先噴油嘴的直徑較傳統缸內直噴系統縮小了六成左 右，由於噴油嘴的細化，對於燃料濃度可更精密的掌握， 對於燃燒效果也可更為穩定； NISSAN 雙重噴射系統同時具 備連續可變配氣正時設計，可有效的改進熱效應同時提高 燃料效能達 4 ％左右。 僅用在小排氣量的汽油引擎中，主要是因為此套雙重噴射 系統中，需要結構較為複雜的高壓泵浦，如果換成了排氣 量較大的汽油引擎，由於高壓泵浦結構的體積提升，成本 也相對提高，如此一來雖然提升燃料經濟性，但整體成本 依舊過不敷成本。而此套雙重噴射系統，將可有效的減少 金屬催化劑所使用的稀有金屬比例，約可減少 75 ％左右。

Audi 所開發之 FSI 與 TFSI

FSI （ Fuel Stratified Injection ）就是「缸內直噴」的 意思，採用的是燃油分層燃燒技術。 FSI 在中低速的 時候採用分層注油模式，此時的節氣門為半開狀態， 而活塞的頂部製作成了特殊的形狀，當壓縮過程接近 尾聲的時候，少量燃油直接噴射到汽缸，在這個形狀 內充分燃燒，汽缸的其它地方燃燒並不是很劇烈，所 以汽缸可以做的比較薄，這樣就降低了引擎的重量， 節省了成本的同時也降低了油耗。 FSI 引擎的好處首先是省油，改善了廢氣排放；其次， 引擎重量減輕，在節省燃油的同時也降低了製造成本。 但 FSI 引擎的缺點也不少，因為本身的壓縮比很高， 所以對燃油辛皖值的要求也高。

FSI 之供油是對正凸輪軸之角度的 FSI 示意圖

TFSI 就是渦輪燃油直噴的 意思，四個字母分別代表 Turbo Fuel Stratified Injection ，它可以說是 FSI 和 TSI 的結合。它的 T 和 TSI 中的 T 一樣，表示採用 渦輪增加技術，其中的 S 與 FSI 中的 S 一樣，表示分 層次，而不是 TSI 中機械 增壓的意思。 TFSI 既有渦 輪、又有分層燃燒，可以 說是集合了 FSI 與 TSI 的優 點。 上圖為 TFSI 之引擎

結語 : 此份報告讓我受益良多，了解到許多廠家 都在積極研發缸內噴射。 現在各廠家都在積極解決能源短缺的問題， 還有空氣汙染之問題，地球只有一個，需 要大家來愛護。

參考文獻 U-CAR ： featuredetail.asp?cfid=4 YAHOO 汽車： a/090726/4/2tpy.html 癮科技：

報告到此，謝謝大家