缸内直喷&歧管喷射&混合喷射

日期: 2018-04-18
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如果,你是汽车界多年的老前辈,

你会知道缸内直喷(GDI)与歧管喷射(PFI)的区别,

一个在缸内喷油,一个在缸外喷油。

答案很简洁也很本质!

缸内直喷&歧管喷射&混合喷射

缸外喷油 & 缸内喷油

但到底有多少的不同来支撑这个本质?


 歧管喷射(PFI) 

为何歧管喷射发动机在油气混合效率更好的前提下,燃效效率反而不如直喷发动机?

“汽油喷射——与空气混合——进入气缸燃烧”整个过程中,“与空气混合”过程整个路径相对较长,混合效率(均匀度)极佳,但由于发动机快速的工作频率,喷油嘴每次喷射出来的汽油,在“奥拓循环”进行到“压缩冲程”时,进气门关闭,部分油气混合物被隔离在了歧管之中,且ECU受制于氧传感器,调整喷油量反应会慢半拍,所以等到下一次喷油时,喷油量并不会降低。

缸内直喷&歧管喷射&混合喷射

所以,须等氧传感器精准监测尾气后,才能获得更加合理的空燃比。

当发动机稳定在一个工况不变,也会使燃烧过程有一个理想的空燃比和燃烧效率,但你可能开车可能不加油门,一直维持一个转速至死不改吗?

不可能。

所以这点不如直喷可以精确做到“烧多少,喷多少”。


 缸内直喷(GDI) 

缸内直喷技术真的完美,真的向网上吹的那么牛逼?

油耗低,功率大,压缩比高,扭矩大,缸内直喷的代名词,这些是无法更改的事实。

这是由于缸内直喷发动机工作时一直在做一件事事:“边混合边燃烧”,诚诚恳恳。

但是,没有不付出的获得,

所以,为了在气缸内形成最佳的混合涡流,为了更加完美的燃烧,喷油嘴的安装位置经过了精确计算。

缸内直喷&歧管喷射&混合喷射

但即便如此,先天劣势还是决定了直喷发动机在油气混合的效率方面相比歧管喷射发动机略输一筹。

例如:在喷油量大的冷启动和重负荷工况下,极容易使缸内某些区域出现局部混合不均匀状态。

空燃比过低的区域,“喷油量大+低转速”工况,往往导致发动机气缸内高温缺氧区域过大,进而使缸内温度会过高,源源不断地产生极多氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM2.5),排放加重

空燃比过高的区域,燃油量少难以引燃,却会汽化吸热,缸内温度下降,当低温富氧区域过大时,便会出现发动机熄火且产生积碳

此外,

缸内直喷发动机的喷油嘴位于气缸内,汽油无法对进气门背面进行冲刷,时间长后会使进气门背面积碳严重,进而影响ECU对进气量的判断出现紊乱,从而工况恶化。


而歧管喷射的缺点正好和缸内直喷相反。喷射位置位于进气门之前,所以说汽油对于进气门积碳有很好的清洁作用,但是进气歧管中滞留的汽油,在高温下会在喷油嘴前端的节气门上形成积碳。

所以,总的来说


就是直喷发动机进入理想工况的时候跑得很欢,但没有进入理想工况之前,有一些臭毛病,而歧管喷射发动机,油气混合效率好,但燃烧效率比不上直喷发动机!


 混合喷射 

缸内直喷&歧管喷射&混合喷射

混合喷射方式意在结合歧管喷射和缸内直喷技术的优点,以解决缸内直喷技术存在的问题。低负荷工况时,歧管喷油嘴在气缸进气行程时喷油,混合气进入气缸,再配合压缩行程时气缸内喷油嘴喷油,从而实现分层燃烧;高负荷工况时,只在压缩行程进行缸内直喷。


歧管喷射的介入,有助于减缓缸内直喷发动机在进气道和进气门上积碳较多等现象。

 

但是,这一切离开金钱而谈论显然是没意义的。


专家指出,成本是制约其普遍使用的一大因素,由于两套系统的喷射压力相差悬殊,于是需要为两套喷射方式分别配装油泵和供油管路,在成本上势必要高于采用一种喷射方式的发动机。其次,喷射方式的转换需要重新对控制系统的策略进行更改,随之而来的便是重新进行各种标定工作,这也会使得成本增加。