衆所周知,對于燃油車時代,我們經曆了不同時期的變革,如最早的化油器、電噴(單點、多點、歧管噴射)及現在的缸内直噴、混合噴射技術,可以說對于内燃機的挖掘已經做到了更為透徹的效率轉化,同時此項技術也已經非常成熟。盡管目前在新勢力面前,傳統燃油車還是留有一絲空間,但是對于技術上的叠代似乎也沒有停止,這或許是我們一味追随的緣由吧!下面我們就着重說一下缸内直噴技術以及對我們的感受及反饋!
為什麼不說更為全面化的混合噴射呢!
有以下兩個維度:
第一,小編家裡所有的車型全部采用缸内直噴,也都是從化油器(普桑)、電噴(桑塔納2000)、缸内直噴(EA888、N20B20及傳祺390T)一路走來的,對于這個技術帶來的效果感受更為直觀;
普桑的化油器引擎
桑塔納2000的電噴引擎
邁騰的EA888缸内直噴引擎
寶馬x1的N20B20缸内直噴引擎
傳祺的390T缸内直噴引擎
第二,就是混合噴射其實也是在缸内直噴和歧管噴射(電噴的一種形式)的一種複合體,所以對于前期的技術更為重要,這也是不做太多贅述的原因。在文章的後半段我也會根據目前市場情況簡要分析下混合噴射的功效等;也請大家更為耐心的進行閱讀。
什麼是缸内直噴
通俗的來講,缸内直噴是直接将噴油嘴設計在燃燒室上方位置,通過将汽油直接噴在氣缸燃燒室内,空氣經過進氣門與汽油混合成混合氣體被點燃引發的做功方式。缸内直噴相較于此前的歧管噴射(含單點或多點電噴),能夠更好的發揮發動機功率,同時耗油量對比同排量不同技術的發動機來說,也更為節油。進一步降低了歧管噴射後殘留到進氣歧管的汽油形成的浪費。
那麼缸内直噴技術是什麼時間誕生,又是什麼時間進入到平民化的呢?
世界上第一台使用缸内直噴技術的汽油機誕生于1925年,是由瑞典的工程師喬納斯. 赫塞爾發明的赫塞爾曼發動機,采用稀薄燃燒技術,在壓縮沖程後端開始噴油,然後由火花塞點燃。
首次運用到汽車汽油發動機則是由博世公司進行研發,并在1952年裝配在了Goliath和Gutbrod車型上。
Gutbrod Superior 700 Luxus,首個搭載缸内直噴技術的車型
在随後的1955年,奔馳也推出了采用缸内直噴技術的跑車-300SL。
伴随着缸内直噴技術在各個車企間的争奪,在20世紀70年代後期,福特公司開發出一種分層燃燒技術的引擎,這個分層燃燒技術成為“ProCo”(Programmed Combustion)。技術核心則是在一個獨特的高壓泵和噴油嘴上進行缸内直噴,可以說是對于新技術的嘗試,并将這個技術首次應用在搭載V8引擎的-福特115和維多利亞王冠(Crown Victoria)上。但事與願違,由于後期的技術原因此項目被迫中止。伴随着種種危機下,1996年日本三菱率先發布了現代缸内直噴技術,并同時注冊的GDI商标。
首台渦輪增壓 缸内直噴技術的發動機并不是我們習以為常的EA888,而同樣也是來自于日本三菱的4G93引擎,而對于國内家庭民用車市場最早的,恐怕還是要算是EA888了。
在2007年第一台國産邁騰下線的時候,也标志着大衆集團徹底的進軍該領域,乃至于演變到目前的第三代技術。
三菱的4G93引擎
大衆EA888引擎
所帶給我們的利弊收益
對于缸内直噴的先天優勢,确實相較于傳統形式的噴射有了質的飛躍,但是對于弊端,也在此起彼伏不停的浮現。說到這裡,我相信很多人第一個想到的依然是“明星發動機-EA888”。确實沒錯,雖說作為替代EA113的機型,但它更早的普及,更早的引領目前的趨勢,盡管自帶光環,但是輿論及嘲諷确實叫它蒙受了一層不可改變的經曆,這裡我們暫且不談論其他問題(如有感興趣的小夥伴可閱讀此前的文章)。
那既然說到EA888了,作為代表作,今日我們就圍繞它說些它所給我們帶來的利弊情況進行簡述。缸内直噴(TSI),按照官方所作出的解釋為:Twincharged(雙增壓=渦輪增壓器Turbocharger 機械增壓器Supercharger)Stratified Injection的簡寫,T指雙增壓,S指分層,I指噴射。但由于隻采用了單渦輪(即Turbo),所以這個“T”可以理解為廢氣渦輪的字母縮寫,同樣受限于國内的燃油質量,“S”分層燃燒技術在一定程度上也被完美的進行了優化。
第一代EA888采用1.8TSI渦輪增壓 缸内直噴技術,盡管排氣量為1.8L,但是在渦輪及缸内直噴技術下,最大功率為118kW,最大扭矩可以比肩同期的2.5 V6的扭矩輸出,加上廢氣渦輪的作用,在油耗上更是低于傳統1.8L自然吸氣,就這樣,爆發力、油耗雙雙占優的前提下,最為直接的是給予駕駛員更充沛的動力快感,也正是此時奠定了後期市場的主導。毫不誇張的說,最早期國産邁騰B6搭載第一代EA888機頭,70L油箱滿油的情況下,高速、縣道、市區路況接近1000km的續航足以證明它所帶來的優勢。
在大衆嘗到甜頭後,相繼推出了第二代1.8TSI和2.0TSI版本,相較于第一代産品來說,缸内直噴技術也更為成熟,加上可變排量機油泵、連續可調進氣門正時系統(VVT)及最高可達200bar油壓等技術的加持下,最大輸出功率為147kW,最大扭矩280Nm,對比1.8TSI來說分别增加了40馬力和30扭矩,但配合DSG雙離合變速箱的加持下,不管是在初段還是中後段确實叫那些追求速度的消費者體驗到了極速飛馳般的感覺。同時盡管作為大衆集團旗下的奧迪品牌,同樣在二代EA888上也分有不同版本的調教,萬變不離其宗,不可否認的是,EA888多動力版本的調教确實叫它可以從上吃到下,也另生産線上的車型、配件最大程度上得到了成本上的降低。
1.8TSI和2.0TSI對照工況圖
随着時間的推移,在第三代EA888上更是融合了單噴射及雙噴射模式,衍化出GEN3和GEN3B,可理解為奧托循環和米勒循環。而作為GEN3B俗稱的3代半機頭,整合了雙噴射(即低功率低負荷歧管噴射、高功率高負荷全噴射),燃油壓力上,也有略微的提升為250bar,也更為注重經濟性。
盡管目前第四代EA888已經在保時捷Macan率先使用,采用350bar的燃油壓力确實可以說是新一代完美的繼承者,也将大衆集團缸内直噴技術發揮的更為徹底。
搭載第四代EA888的保時捷Macan
而弊端也更為明顯,因為減少了傳統歧管噴射的方式,進氣門得不到汽油的噴射、沖刷,在進氣門背面會有一層厚厚的且黏狀的膠質物“積碳”。這也就引咎出另外一個常用詞“挖煤”。雖說它在燃油經濟性上得到了認可,但是對于後續的保養成本上确實增加了一定的支出。這或許就是在享受動力最大化釋放的同時所帶來的劣勢吧!
而像寶馬的N20B20、國産傳祺390T(350bar燃油壓力)及本田的全球夢等自吸引擎的直噴機,同樣也會存在進氣門背面積碳問題的困擾,但是它所呈現的确實是利與弊的對峙。
除了動力優秀我們能做什麼
确實,在如此高效的動力面前,對于缸内直噴,盡管在感官上我們得到了動态化最大的滿足,但對于後期維護保養成本上的支出,或許有些人覺得無所謂或者從買車到賣車幾乎也都沒有清理過進氣門背面的積碳,但殊不知,不及時的處理,輕則導緻動力不足,重則可能會因為積碳的堆積對氣門導管等地方的脫落造成拉缸燒機油的嚴重情況,畢竟,咽喉要道的通暢是反饋出靈敏步伐最真實的寫照。
盡管以上内容我們僅僅舉例EA888的機器進行淺析,但對于目前主流的燃油機,缸内直噴不管是合資還是國産都已經趨于常态化,盡管叫法不同,但内在的功效似乎大緻相同,或許對于馳騁後我們能做的,隻有定期清洗才能将缸内直噴的每一滴燃油發揮的更為透徹。
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