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汽车小科普:发动机直喷好还是电喷好?

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发表于 2019-10-14 11:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
发动机是现代工业中的皇冠,也一直是各大汽车公司展示自身技术实力的领域之一。不同厂家设计发动机时都有自己独特的思路,所以市面上的发动机技术上有不少差异。比如汽车投诉发动机喷油技术就是争论较多的地方。

在键盘车身眼中,缸内直喷上天入地无所不能,而进气歧管喷射(多点电喷)就是落后专坑消费者的技术, 有些砖家对这两项技术说的也是摸棱两可,那直喷与电喷到底哪个好呢?

首先,什么是电喷,什么是直喷呢?

电喷全称叫做电控燃油喷射,由电脑和传感器控制喷油,现在能买到的车都是电喷的。

传统电喷(下文中的“电喷”专指传统电喷)的原理简单来说,就是将燃油喷入各气缸的进气岐管,和空气混合后,再进入相应的燃烧,也叫歧管喷射。

直喷也是电喷的一种,全称叫做缸内直喷。就是直接将燃油喷入气缸内,直接与空气混合燃烧。直喷的代表有大众的TSI,TFSI,通用的SIDI等 。

直喷的优点:

确实,直喷技术更新,而且通过简单的原理对比我们也可以看出来,直喷可以更精准的控制喷油量,也有着油气雾化和混合效率上的优势。再配合上高压喷射,以及分层燃烧技术,使得燃烧更均匀更充分,燃油效率更高。

这也就使得直喷发动机有着更好的动力,在高速巡航的时候油耗水平控制的让人非常满意。

所以,理论上说,直喷发动机燃烧效率更高、更省油。

直喷的就是比多点喷射更容易在发动机的进气气门产生积碳。

原因:

发动机都会有曲轴箱通风系统。发动机(往复活塞式内燃机)在运转过程中,燃烧室内形成的高压气体会通过活塞环窜入曲轴箱,这就会导致曲轴箱内部的压力出现升高趋势,如不加以控制,这种情况将直接影响到发动机润滑系统,因此,需要依靠曲轴箱通风系统不断地将窜入曲轴箱的混合气导出,为了满足环保的要求,混合气必须送入气缸进行再次燃烧。

这些混合气体会夹带机油蒸汽(就是发动机润滑油蒸汽)流入到进气歧管。进气歧管这个位置温度不高,机油蒸汽就会冷凝变成液态机油。久而久之就会附着在进气歧管和进气气门上。

而这些冷凝的机油又会由于高温慢慢碳化形成积碳。

以前的多点喷射发动机喷油嘴是在进气歧管和进气门位置。这些积碳就会被喷油嘴喷出的汽油溶解掉(汽油是很好的有机溶剂)。但是缸内直喷发动机的喷油嘴直接做到了燃烧室内。这样的设计先天无法通过汽油来溶解进气门上面的积碳。这就是为什么直喷发动机比多点喷射的发动机更容易产生积碳的原因。

那直喷发动机是不是技术退步呢?

不能这么说,早期多点喷射发动机也是有许许多多问题,这几十年下来完善了。直喷发动机省油,动力响应更好。我相信今后会更加完善。例如丰田的汉兰达、新皇冠上的那款D4ST 发动机使用了混合喷射技术,(每个气缸有两个喷油嘴,一个在缸内直喷,一个在进气歧管)就是为了减少发动机进气口积碳同时又兼顾直喷发动机高燃烧效率的优点。

目前已经在使用直喷发动机的各位车友,建议每1万公里可以让4S店清洗一下节气门内侧,每2万公里清洗一下进气歧管和进气门。这个部位用燃油添加剂是清洗不到的。

但实际上,直喷也有着自身的问题。

第一个是积碳更难清除。

首先要说的是,积碳是发动机运转中不可避免的现象,任何发动机都会产生。

对于电喷来说,油气在进气歧管中就已经混合,其混合物可以起到冲刷进气歧管的效果,使得进气口以及进气门相对不容易产生大量积碳。

直喷车型的喷油是不经过进气歧管的,所以对进气歧管也起不到清洁的作用。所以,直喷发动机一旦进气口产生积碳,会更难去除,使得进气效率下降。

所以配备直喷发动机的车型,厂商会推荐使用清洁型添加剂,也不完全是胡来。

第二,直喷真的巨省油吗?

举个例子,前面提到了,直喷发动机需要配合很多其他技术实现效率最大化,但比如引进国内的很多直喷发动机阉割了分层燃烧技术,那它的表现肯定就不如宣传的那么好了。
汽车投诉 https://www.chedazhuang.com/
因为油耗的问题和太多因素相关,变速箱匹配、车重、驾驶习惯、路况等等都会有更大的影响,直喷技术只代表了工程师在燃油喷射形式方面的努力,所以我们不能简单粗暴的说,直喷就一定能省很多油。

总结来说就是:

直喷更大的意义其实是发动机整体的技术更新,以前用电喷的厂家也在逐步使用直喷技术。但这并不代表直喷是无敌的,也有着上面提到的各种问题,各家的直喷技术也有不同差别。而且,直喷车普遍会贵一点。

缸内直喷只是将原来在进气管内的喷油改变到在气缸内直接喷油。下面在具体讲一下。

——缸内直喷技术

汽车行驶所依赖的发动机之所以能产生动力,无非就是气缸吸入空气与汽油混合后进行燃烧,进而做功推动活塞来带动整个机械结构进行运转。以供油方式不同,我们可以把发动机可分歧管喷射式(PFI)和缸内直喷式(GDI)。简单来说,歧管喷射式(PFI)和缸内直喷式(GDI)的区别,就是一个在缸外喷油,一个在缸内喷油。

汽车发动机的供油方式
对于歧管喷射(PFI)方案而言,其喷射压力较低,仅有3~5bar,在此压力下喷射出的燃油颗粒直径约为150~300μm。相对于缸内直喷能达到150~300μm的燃油颗粒而言,仅有极少部分可以在进入空气的短暂时间内蒸发,

这种油气混合模式在热机稳定工况下并无问题,但在车辆突然加速转速迅速攀升时(喷油量加大且燃油蒸发时间缩短)以及冷机启动状况下,则无法保证当前所需的油气混合气供应,此时只能以过量喷油的方式来临时性满足工况需求。

汽油缸内直喷技术就可以规避上述问题的产生,可在极短时间内得到迅速蒸发,因此大大加快了油气混合气的生成速率,冷启动排放问题得以改善,同时还避免了进气道喷射中那种依靠壁面油膜蒸发导致混合气浓度不能精确控制的状况,在车辆瞬态工况改变时可做出及时响应,即油门响应性更好。

同时,喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制,以及活塞顶形状等特别的设计,使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合,从而使燃油充分燃烧,能量转化效率更高。

缸内直喷比多点电喷(歧管喷射分单点电喷和多点电喷,目前普遍应用多点电喷)这往小了说,就是用缸内直喷发动机既能带来强劲动力又省下了大把的油钱,往大了说,那就是缸内直喷发动机的低排放减轻了环境污染.

但是缸内直喷科技也并非完美,从经济层面来看,采用缸内直喷的供油系统除了在研发过程必须花费更大成本,对于车主来讲较传统电喷车需要更加频繁更换火花塞等零部件。

另外,缸内直喷发动机最为诟病的就是积碳问题。在灭车的瞬间喷油器不可能停止喷油,因为喷油时间超前于点火时间,在这瞬间被喷入的燃油就沉积在活塞表面。

还有废气再循环的设置使混合气成分发生变化,原本应该很干燥的燃烧室,混进了机油,水和汽油,这三种东西混合起来会产生大量积碳,积碳堆积会让活塞环间隙更大,会导致更多的机油蒸汽参与燃烧,于是恶性循环,积碳越积越多。

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发表于 2019-10-14 17:13 | 显示全部楼层
纯技术分析
大道至简,阳光致远

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发表于 2019-10-15 13:51 | 显示全部楼层
呵呵,我的好像是混合喷射。。

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发表于 2019-10-16 08:56 | 显示全部楼层
看看
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发表于 2019-10-16 22:21 | 显示全部楼层
都好
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