想了解混合噴射,首先要了解缸内直噴和進氣歧管噴射(單點/多點噴射),其實,在之前的文章中為大家講解了關于缸内直噴技術和單點/多點電噴的相關知識,今天就先回顧一下大概的知識點。
歧管噴射:細嚼慢咽,關鍵時刻不止餓
首先進氣歧管噴射是噴油嘴在進氣歧管裡,空氣通過空濾進入進氣歧管,再和噴油嘴噴出的霧化燃油混合,行成均勻的混合氣,通過進氣門進入氣缸。其優點是燃油混合均勻,燃燒比較充分,而且高速流動的混合氣會對進氣門進行主動“打掃”,所以進氣門不容易産生積碳。其缺點是燃油在進氣歧管裡噴射,有些會附着在進氣歧管内壁上,造成燃油浪費。
缸内直噴:狼吞虎咽易止餓,缸内易積碳
而缸内直噴是燃油通過高壓噴油嘴直接噴射在氣缸裡,霧化效果好,燃油燃燒充分,控制更精準,而且可以實現更大的空燃比。在這裡又引出一個知識點:空燃比。空燃比理論值是14.7:1,就是每1kg汽油充分燃燒需要14.7kg的空氣,如果在高溫高壓下空燃比可以達到更高。巧的是缸内直噴發動機具備先天的優勢,它可以在壓縮沖程中/後段噴射燃油,讓空燃比超過18:1,行成稀薄燃燒甚至是超稀薄燃燒,可以說榨取了每一滴汽油的所有能量,這樣就會讓發動機燃燒效率變得更高,更省油。
不過稀薄燃燒并不是完美的,在發動機稀薄燃燒狀态下(發動機低速運轉),氣缸内空氣過量,再加上高溫高壓環境,導緻氮氧化物排放量增多。同時,由于缸内直噴的燃油與空氣混合時間較短,更易行成局部燃油過濃、混合不均勻等情況,導緻尾氣中的微粒物增多。
另外,發動機機油蒸汽是回收在進氣歧管裡的,很容易附着在進氣門上,但缸内直噴的噴油嘴在氣缸内,不會像進氣歧管那樣對進氣門進行“清潔”,所以進氣門更容易産生積碳。
混合噴射:避二者之短,取二者所長
進氣歧管噴射和缸内直噴各有優缺點,舉個通俗的例子就是進氣歧管噴射好比我們平時吃得比較精細,在攪拌均勻以後喂到嘴裡通過喉管進入到胃裡,好處是容易消化,缺點是在餓的時候不容易止餓。而缸内直噴就像豬八戒吃人參果,狼吞虎咽,吃進去再慢慢消化,好處是很容易止餓,但容易消化不良。這個時候聰明的工程師吸取了二者的優點,避開了兩者的缺點,研究出來了混合噴射。
混合噴射其實就是把歧管噴射和缸内直噴一并使用,一般分三種情況。
一,在我們開車遇到紅綠燈走走停停的時候,發動機轉速一般很低(<1000轉),這個時候發動機是在歧管噴射燃油,避免了缸内直噴在稀薄燃燒時氮氧化物和微粒物排放超标;
二,在發動機中低轉速的時候(1000<轉速<3500),進氣歧管内的噴油嘴噴射燃油随空氣一起進入氣缸(吸氣沖程),在壓縮沖程的時候缸内的噴油嘴開始噴油,最後行成上濃下薄的油氣分層,利于火花塞點燃,這個時候兩者是一起工作的;
三,在發動機轉速較大的時候(>3500轉),進氣歧管噴油嘴停止工作,隻有缸内噴油嘴進行噴油,“狼吞虎咽”式的噴油方式能夠提供發動機更充足的動力。
混合噴射方式固然優點多多,但是每個氣缸需要内、外兩套油泵和噴油嘴,成本比較高,而且研發、調校複雜,維修保養既貴又麻煩,所以混合噴射一般用在中高端車型上。
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