奔驰独树一帜的直喷发动机技术

继三菱、奥迪之后，奔驰在最近宣布，他们开发出了新的压电直喷发动机技术，称作Spray-guided喷雾引导直喷发动机CGI，它的成功，从另一个方面也说明了直喷技术会让汽油发动机变得更加完美。

在深入了解奔驰的CGI之前，先让我们来比较一下其他直喷发动机。

其实不管什么样的发动机，在理论上，稀薄燃烧具有最高的燃烧效能和最低的排放。稀燃技术的空气和燃油混合比达到25：1（正常是14.7：1）以上，但这种情况下，按照常规是无法点燃的，因此，需要采用由浓到稀的分层燃烧方式，通过各种方法，使得火花塞周围形成易于点火的浓混合气，达到12：1左右，而外层混合气逐渐稀薄，浓混合气点燃后，燃烧迅速推向外层，这样一来，既有很好的动力输出，又可以达到节油效果。

三菱的GDI发动机，是很早的缸内直喷技术，也称为Wall-Guided（壁面引导）直喷发动机。它分两次把汽油直接喷射到气缸内，同时利用缸内空气的快速流动，使燃油成层分布，火花塞附近混合气较浓，周围逐渐稀薄，实现稀薄燃烧。由于发动机的压缩比可以到达12.5：1，因此，GDI在动力和燃油效率方面都取得了较好的成果。

到了奥迪FSI发动机，情况又有改变，它的特点是在进气管中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态，然后进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，令浓混合气集中在燃烧室中央的火花塞周围，始终实现理论空燃比14.7：1燃烧。在高压缩比12：1的情况下，这种控制方式还是要比传统发动机更加省油。

奔驰的CGI与前两者显著不同，它不再利用进气流作为混合气分层填充的动力，而是通过喷油器来实现这一效果。CGI上使用的高压压电喷油器是整个系统的精髓，其末端的喷孔，是一个几微米宽锥状环形喷孔，这种结构可以塑造一个稳定的、非常理想的从浓到稀的喷雾效果。在喷射时，还可以吸收周边紊乱的空气颗粒，进入燃油喷射的层与层之间，形成一个理想的点火前状态。

当然，这个喷雾效果，是建立在一个高压供给系统上的，CGI发动机还包括高压泵、后面的燃油导轨以及其中的油压调节阀，它们为系统提供稳定的燃油。在燃油导轨中，峰值油压大约是普通电喷汽油发动机的70倍，也比其他一些直喷发动机高得多，这样做是为了分层喷射时有理想的喷雾效果，在高转速下有足够量的汽油供给。而且由于在喷射瞬间，导轨内的压力不可避免会出现瞬间下降，高压也会让这种瞬间压力变化减小，喷射也就更加精确无误。(www.xing528.com)

奔驰新的直喷技术，可以让这种分层模式在车速超过120公里/小时后，还可以精确运作，超过此后，发动机会尽量把空燃比控制在最佳的空燃比附近，即14.7：1，这和奥迪的控制模式类似。

通过这种高压喷雾分层燃烧，基于原奔驰SLK350上的3.5升CGI发动机，在各方面都有了改进，功率可达215千瓦，油耗仅为9.1升/100公里。当在高速公路上以恒定高速行驶时，CGI优秀的燃烧效率和先前的那台V6发动机相比，100公里大约节油1.5升，相当于15%的节油效率，同时，又约有14.7千瓦和14牛・米的转矩超越。

在CGI上，奔驰还有另一个创新，那就是压电技术，据估计，这个技术不会出现在目前的量产车型上，主要是因为这项高科技所带来的高昂成本。目前的直喷发动机都存在分段控制模式，也就是低转速时使用分段多次喷射燃烧，高转速下就不再使用，主要原因是目前的喷油器都是螺旋线圈电磁控制式，在高转速状态下，喷油时间要求极短，喷油器响应速度并不适合太高转速。

因此，奔驰开发了压电触发的喷油器，也就是利用活塞在压缩行程的压力，通过压力变形下的微弱电信号，经过放大电路放大后控制阀门开闭。压电喷油器使得提供基本的多点分层喷射成为可能，在每次压缩短时间内，再分为多次喷射，特别是高转速下，也同样有分段喷射，从而得到更理想的稀薄燃烧，这对提高发动机燃烧效率是至关重要的。

尽管奔驰CGI发动机在很多方面都有突破，但和其他直喷发动机一样，也面临一个头痛的问题，那就是因高压缩比带来的高温副作用，产生过多氮氧化合物的排放。奥迪使用废气再循环净化得以有效缓解；奔驰则用了专门的氮氧化合物净化器以及传感器，效果当然更好，自然这是比三元催化转化器还要昂贵得多的器件。