汽车缸内直喷,动力输出好,为什么很多汽车不采用直喷?

如题所述

大难题:汽车缸内直喷,动力输出好,为什么很多汽车不采用直喷?
汽车发动机的缸内直喷方案是近些年才采用的,实际上是为了解决发动机进气歧管喷射的一些弊端而研发的,从实际上的表现来看,缸内直喷虽然解决了一些多点电喷所产生的问题,但是却也带来了新问题。因此,有一些发动机厂商并没有采用缸内直喷方案也属于正常现象。
1、单点电喷系统:
最初的发动机都是采用化油器系统,电喷发动机问世以后,原理是利用安放在发动机排气管上的氧传感器监测发动机燃烧以后的氧气含量,发动机的行车电脑(ECU)根据水温、油门踏板开度、转速、负荷、曲轴位置等计算喷油量和进气量。单点电喷的喷油嘴最开始在进气歧管的根部,喷油雾化以后,利用发动机的吸气行程吸进汽缸,单点电喷的问题是,由于发动机进气歧管的长度不一,相邻的汽缸进气会导致重叠,导致进入汽缸内部的进气量不够精确,油耗表现和排放控制欠佳欠佳。但是,单点电喷也是有优点的 那就是结构简单、成本低廉。
2、多点电喷系统
为了解决单点电喷的缺点,防止进气歧管长短产生干扰,工程师在每个汽缸的进气歧管上都放置了一个喷油嘴,再通过监测曲轴位置传感器精确控制喷油时间,实现油量的精确喷射和混合!多点电喷虽然解决了单点电喷的多汽缸进气串扰问题,但是由于喷油嘴仍然位于进气歧管内,多点电喷仍然不可能达到特别精确,长时间运转时,进气歧管内部会凝结积碳,会影响混合气流速进而影响空燃比。
3、缸内直喷系统
为了解决多点电喷的问题,缸内直喷就诞生了,所谓的缸内直喷就是为了解决精确喷油精确控制的问题,把喷油嘴放入汽缸内部,这样就完全避免了进气歧管对空燃比的影响。
缸内直喷不仅仅解决了多点电喷的燃油精确控制的问题,而且燃油在汽缸内雾化还可以进一步降低缸内温度,可以降低发动机爆震倾向。此外,缸内直喷还可以实现稀薄燃烧和分层燃烧,进一步降低油耗。
缸内直喷并不是完美的,由于喷油嘴位于汽缸内,着对于汽油的品质要求较高,喷油嘴位于汽缸内无法利用汽油混合气进行冲刷,导致喷油嘴很容易发生积碳。
缸内直喷的气门积碳也是一个严重问题,由于缺乏混合气的冲刷,进气门背面很容易凝结固态积碳,严重时导致气门无法正常开闭。
在低温冷启动时由于汽缸内壁温度温度很低,雾化后的汽油遇到低温遇到低温汽缸内壁很容易附着液化,导致“湿壁”现象,这些液态汽油会被活塞环带回曲轴箱,由于发动机在低温下,曲轴强制通风无法正常工作,这些混入的汽油无法正常排出,导致机油增多。著名的本田发动机机油增多现象实际上到现在也无法彻底根治,需要特别说明的小排量发动机机油增多现象并不仅仅是本田一家,很多发动机都有这种情况发生。
缸内直喷技术要求发动机点火、喷油控制非常精确,此外,缸内直喷也会导致发动机尾气中的氮化物含量增大,对于排放控制不利。
车企不愿意使用缸内直喷的原
相对来说,缸内直喷技术虽然比较成熟,但是由于缸内直喷原理限制,导致其无法彻底的解决上面所提出的一些缺点,也许正是因为这些缺点无法根治,在油耗方面,缸内直喷虽然比多点电喷有优势,但也不是特别明显,基于以上的原因,现在有一些厂家仍然采用多点电喷技术,相对来说,多点电喷技术,技术成熟维护简单,对于油品要求不高,成本也更为低廉,这也许就是很多车企迟迟不使用缸内直喷的原因。
目前最新的技术是缸内直喷和进气歧管混合喷射
既然缸内直喷油无法解决的问题,多点电喷也有一些不可规避的缺点,那么为什么不将两种技术合二为一呢?于是汽车厂商想到了一个折中的办法,那就是在气缸内和气缸外分别放置一个喷油嘴,在低转速的拥堵工况使用多点电喷进气歧管喷射,在发动机2000转以上高转速工况使用缸内直喷喷射,目前,大众第三代EA 888发动机、丰田8arfts、M20A、A25A等发动机都采用了混合喷射技术,目前来看,混合喷射技术是汽油发动机最先进的技术,结合了多点电喷和缸内直喷的优点,但是相对来说了这种技术的成本非常高,此外,发动机的ecu需要同时控制两种喷油嘴的在不同工况切换,对于切换控制技术要求也比较高。
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