缸内直喷有哪些优势与短板?

文摘   2024-07-05 11:34   辽宁  

缸内直喷是一种先进的汽车发动机技术,它通过在进气门和排气门之间安装喷油器,将高压燃油直接喷入燃烧室,实现稳定高效的燃烧过程。具体缸内直喷有哪些优势?是否存在短板呢?

传统歧管喷射发动机,由于空气与汽油在进气歧管内混合,所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力性与燃油经济性。但正式因为油气混合过程在燃烧室外完成,所以被送入燃烧室后的混合气失去了吸收热量的能力,又很难利用燃油降温,导致不易控制燃烧室的温度,这就是歧管喷射发动机压缩比普遍偏低的主要原因。

把燃油直接喷射到气缸中就可以解决这个问题,缸内直喷技术就是将喷油嘴直接布置在燃烧室内,直接将燃油喷射入燃烧室。燃油喷射在气缸内利用汽油雾化可以吸收热量规避高温,降低了爆震的风险,因此缸内直喷发动机可以将压缩比拉到13、14,赛车领域甚至可达17。

缸内直喷的优势
一,可实现更多的喷油策略

喷油嘴布置在燃烧室内可容易实现分层喷射、分层燃烧、稀薄燃烧等喷油策略。可提供更高的燃烧效率,使发动机在高负荷和低负荷情况下都能提供更强劲的动力输出,提升驾驶体验。

二,降低碳氢化合物的排放

相比进气道喷射发动机,在冷起动过程中,缸内直喷发动机可以精确地控制每个循环的空气与燃油比例,结合分层燃烧直接起动技术,可以降低冷起动时的HC排放,瞬态响应更好。

三,提高各气缸的均匀性

缸内直喷发动机采用质调节,根据各缸的实际需求进行燃油喷射,可减少各缸之间的差异,提高各缸均匀性,一般与进气道喷射汽油机相比,缸内直喷发动机的各缸均匀性可以控制在3%以内。

缸内直喷技术广泛应用于高性能与经济车型中,以提高燃油经济性与动力输出。但缸内直喷也存在一些短板。

在低温条件及低负荷状态下,缸内直喷由于燃烧室空间过于狭小紧凑,所以缺乏燃油与空气充分混合的空间与时间。容易出现混合气不均匀、局部过浓的情况,混合气出现过浓则必然导致燃烧的不充分,生成积碳。

另外,一些侧置喷油嘴的直喷机容易将燃油喷射到缸壁上,如果在低温环境下燃油一旦碰到冰冷的缸壁直接液化,顺着缸壁、活塞环之间缝隙就流入到曲轴箱内。若经常短途行车则必然导致曲轴箱内的汽油污染机油,影响润滑效果。

虽然缸内直喷不是完美的,但跟歧管喷射相比潜力更大:降低油耗、提升动力输出,并且减少废气排放,为驾驶者提供更好的驾驶体验和更优异的燃油经济性。


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