Seit August 2005 wurde der neue 3.5-l-V6 Motor in den Lexusfahrzeugen GS350 and IS350 in Japan auf dem Markt eingeführt. Ab 2006 wird im neuen hinterradgetriebenen Hybridfahrzeug Lexus GS450h eine adaptierte Version dieses Motors eingesetzt werden. Der neue, stöchiometrisch abgestimmte Motor verwendet ein neues Einspritzsystem D-4S mit 2 Einspritzventilen pro Zylinder (D-4S: Direct injection 4-stroke gasoline engine system Superior version). Ein Direkteinspritzventil generiert ein Einspritzprofil eines stehenden Doppelfächers, während das andere ein Kanaleinspritzventil ist. Dieses neue Einspritzsystem kann die Vorteile des DI Motors in Bezug auf Volllastleistung zur Geltung bringen, was mit gleichzeitiger Optimierung des Einlass- und Auslasssystems und Erhöhung der Steifigkeit der sich bewegenden Teile wie z.B. Steuerkettensystem und Ventiltrieb eine spezifische Leistung von 67kW/l und eine Gesamtleistung von 234kW erreichen lässt und den neuen Motor im Spitzenfeld aller seriengefertigten Benzinsaugmotoren platziert. Durch den Einsatz des variablen Ventilsteuersystems VVTi auf der Einlass- und der Auslassseite und entsprechende Abgaskrümmerauslegung konnte ein maximales Drehmoment von 380 Nm bei 4800 U/min erreicht werden, wobei mindestens 90 % des maximalen Drehmomentes in einem weiten Drehzahlbereich von 2000 U/min bis zu 6500 U/min zur Verfügung stehen. Im Teillastbetrieb und nach dem Kaltstart wird stabile Verbrennung mit geringem Kraftstoffverbrauch und Abgasen durch den gleichzeitigen Einsatz beider Einspritzventile realisiert. Dadurch erfüllt der GS450h selbst strengste Abgasgrenzwerte wie z.B. SULEV.

    A New V-6 engine series was introduced as 1GR-FE in 2002. This engine is a 4L PFI engine mainly for commercial vehicles for the North American market. The 3GR-FSE and 4GR-FSE are 3.0-l and 2.5-l versions of the GR series engine and employed the stoichiometric direct injection (DI) system D-4 to improve full load performance, fuel consumption and exhaust emission. Last year, D-4S was introduced as the superior version of D-4 to fully utilize the advantage of stoichiometric DI system for new Lexus vehicles such as IS350 and GS350. Stoichiometric DI systems have three significant benefits. Concerning full-load performance, the fuel latent heat can be utilized to reduce the intake charge temperature. DISI engines exhibit improved full-load performance by injected fuel evaporation inside the cylinder; this results in DISI engines demonstrating higher volumetric efficiency and lower knocking tendency. A second benefit of DI system is the improvement of fuel consumption due to the higher compression ratio achieved by lower knocking tendencies. The third advantage is the reduction of exhaust emission by use of a slightly stratified combustion during cold start condition. DISI engines have a disadvantage with respect to full-load performance, because they require intense in-cylinder air-motion to form a homogeneous mixture resulting in reduced intake-port efficiency and torque and power losses at higher engine speeds. To solve the combustion issues, a new fuel injection system was adopted that has both a PFI injector and a DI injector with a newly developed spray. Therefore, high flow efficiency intake-ports could be adopted, and the SCV could be removed to increase air-flow at high engine speeds. A PFI injector was installed in the high flow efficiency intake-ports. The DI spray is newly developed to improve combustion during full-load performance at lower engine speeds. The DI injector has a dual-fan-shaped spray injected vertically into the cylinder with wide dispersion. The newly developed D-4S shows an improvement of approximately 7% regarding full load performance compared to PFI engine throughout the whole engine speed range.


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    Title :

    The new 3.5-l-V6 gasoline engine adopting the innovative stoichiometric direct injection system D-4S


    Additional title:

    Der neue 3.5L V6 Benzinmotor mit dem innovativen stöchiometrischen Direkteinspritzsystem D-4S


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    12 Seiten, 17 Bilder, 1 Tabelle, 13 Quellen


    Remarks:

    (nicht paginiert)




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    English




    Emission reduction of a stoichiometric gasoline direct injection engine

    Morita,K. / Sonoda,Y. / Kawase,T. et al. | Automotive engineering | 2005


    Emission Reduction of a Stoichiometric Gasoline Direct Injection Engine

    Suzuki, Hisao / Morita, Koji / Kawase, Takashi et al. | SAE Technical Papers | 2005


    The new 3.5L V6 gasoline engine adopting the innovative stoechiometric direct injection system D 4S

    Tsuji,N. / Sugiyama,M. / Abe,S. et al. | Automotive engineering | 2006


    Analysis of Mixture Formation Process in a Stoichiometric Direct Injection Gasoline Engine

    Asabatake, Kimihiro / Matsubara, Koji / Okumi, Masayoshi et al. | SAE Technical Papers | 2003


    Development of a New V-6 High Performance Stoichiometric Gasoline Direct Injection Engine

    Kishi, Hirohisa / Harada, Jun / Sugiyama, Masanori et al. | SAE Technical Papers | 2005