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汽油缸内直噴系統有何優點

生活 更新时间:2024-07-24 11:08:52
缸内直噴技術

汽油缸内直噴系統有何優點(為什麼汽油缸内直噴不如柴油缸内直噴那樣技術成熟且采用廣泛)1

缸内直噴現在比較先進的燃油噴射技術,簡單的說就是用高壓力直接将燃油噴射到氣缸的燃燒室。

優點:

油耗量低,升功率大,壓縮比高達12,與同排量的其他發動機相比能提高功率與扭矩。

更加環保。因為直噴發動機高壓燃油以霧狀噴入燃燒室,在蒸發時吸收熱量,可冷卻氣缸,從而減少排放。

缺點:

設計複雜,配件成本更高。

技術要求高,特别是分層燃燒到現在依舊屬于技術難點。

柴油發電機與汽油發動機差異

汽油缸内直噴系統有何優點(為什麼汽油缸内直噴不如柴油缸内直噴那樣技術成熟且采用廣泛)2

點燃方式

汽油機和柴油機的主要區别就是燃料的點燃方式不同,汽油機是用火花塞點燃的,而柴油機是壓燃的。二者相比較而言,柴油機壓縮比更大,熱效率更高,油耗也更低,經濟性和動力性都優于汽油機,但是在噪音、振動及排放方面不如汽油機。

燃料成分

汽油的主要成分是主要成分為C5~C12脂肪烴和環烷烴類,以及一定量芳香烴,密度為0.725g/ml,容易蒸發汽化。

柴油的主要成分是是含9到18個碳原子的鍊烷、環烷或芳烴(,柴油的密度是0.83~0.855g/ml,粘度更高,不容易汽化。

與汽油相比,柴油含有更多更長的碳原子鍊,有更高的能量密度,每升柴油含有的能量是同體積的汽油含有能量的1.2倍,再加上柴油機的熱效率更高,所以一般來說柴油機比汽油機的油耗要低很多。

燃燒方式

柴油機壓縮比在16:1~22:1之間。當柴油發動機處于壓縮上止點時,缸内溫度可以達到500~800℃。柴油的自燃點是220℃可以在很短時間内與空氣混合後便立即自行發火燃燒,在燃燒過程中會形成多個火焰中心。

汽油機壓縮比在8:1~11:1之間。當汽油發動機處于壓縮上止點時,缸内溫度為300~400℃,汽油的自燃點是427℃,所以此時由汽油與空氣組合而成的可燃混合氣也不會燃燒,必須使用火花塞點火來引燃它,在燃燒過程中隻有一個火焰中心。

汽油缸内直噴與柴油缸内直噴的差異

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汽油發動機進氣行程結束之後,汽油缸内直噴才開始工作,也就是在壓縮行程開始時同步噴入汽油,汽油與空氣是在整個壓縮行程中充分混合的,當到達上止點時火花塞點火燃燒,燃燒瞬間完成。

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編輯

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柴油機噴油是在壓縮行程終了時才開始,并且燃油的噴射過程會持續比較長的時間,噴入的柴油立即發火燃燒,燃燒過程中柴油邊噴射邊燃燒,混合氣的成分不斷變化。

汽油缸内直噴需要解決的難點三元催化器

缸内直噴汽油機工作在稀空燃比條件下,其造成的富氧和較低的排氣溫度使傳統的三元催化器對氮氧化合物的轉化率不高,廢氣排放溫度較低,不利于三元催化器的起燃,限制了它在缸内直噴汽油機上的應用。

積炭

由缸内直噴汽油機火花塞點火燃燒的是占據小部分空間的分層混合氣,且燃料的氣化蒸發使缸内溫度偏低,點火後火焰在傳播過程中将逐漸減弱。到達分層混合氣以外的其他空間時,極易造成熄火,使混合氣不能充分燃燒十分容易産生積炭。

噴油嘴

缸内直噴汽油機的噴油嘴置于氣缸内,由于噴油壓力低,噴孔沒有自潔能力,很容易積垢,造成噴油量減少好噴霧特性變差,影響發動機的功率輸出和排放。

最大技術難點

汽油的燃燒速度很快,燃燒過程不可控,很難把發動機做得平順跟柔和。如果壓縮比過大,汽油和空氣的混合氣被壓縮的過于猛烈,在燃燒過程中就會出現爆燃。技術難度在于把握住發動機的壓縮比要與燃料的性質相匹配,紀要平順又要避免爆燃

柴油缸内直噴優勢熱效率

柴油含有更多更長的碳原子鍊,有更高的能量密度,每升柴油含有的能量是同體積的汽油含有能量的1.2倍,熱效率更高。

适合壓燃

汽油的自燃點是427℃,而柴油的自燃點是220℃,柴油的自燃點更低并且适合壓燃,并且閃點相對較高,不容易被點燃。

不需要火花塞

柴油的自燃點是220℃,向氣缸中噴入柴油進行壓縮,在很短時間内與空氣混合後便立即自行發火燃燒。

總結

汽油缸内直噴之所以沒有柴油直噴使用廣泛,原因在于汽油跟柴油的特質不同。柴油缸内直噴技術無論是發動機成本還是技術要求都比汽油發動機缸内直噴的門檻要低。而一個成熟可靠并且能保持平順柔和的汽油直噴發動機,需要更多的成本。

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