缸內直噴&歧管噴射&混合噴射

日期: 2018-04-18
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如果,你是汽車界多年的老前輩,

你會知道缸內直噴(GDI)與歧管噴射(PFI)的區別,

一個在缸內噴油,一個在缸外噴油。

答案很簡潔也很本質!

缸內直噴&歧管噴射&混合噴射

缸外噴油 & 缸內噴油

但到底有多少的不同來支撐這個本質?


?歧管噴射(PFI)?

為何歧管噴射發動機在油氣混合效率更好的前提下,燃效效率反而不如直噴發動機?

“汽油噴射——與空氣混合——進入氣缸燃燒”整個過程中,“與空氣混合”過程整個路徑相對較長,混合效率(均勻度)極佳,但由于發動機快速的工作頻率,噴油嘴每次噴射出來的汽油,在“奧拓循環”進行到“壓縮沖程”時,進氣門關閉,部分油氣混合物被隔離在了歧管之中,且ECU受制于氧傳感器,調整噴油量反應會慢半拍,所以等到下一次噴油時,噴油量并不會降低。

缸內直噴&歧管噴射&混合噴射

所以,須等氧傳感器精準監測尾氣后,才能獲得更加合理的空燃比。

當發動機穩定在一個工況不變,也會使燃燒過程有一個理想的空燃比和燃燒效率,但你可能開車可能不加油門,一直維持一個轉速至死不改嗎?

不可能。

所以這點不如直噴可以精確做到“燒多少,噴多少”。


?缸內直噴(GDI)?

缸內直噴技術真的完美,真的向網上吹的那么牛逼?

油耗低,功率大,壓縮比高,扭矩大,缸內直噴的代名詞,這些是無法更改的事實。

這是由于缸內直噴發動機工作時一直在做一件事事:“邊混合邊燃燒”,誠誠懇懇。

但是,沒有不付出的獲得,

所以,為了在氣缸內形成最佳的混合渦流,為了更加完美的燃燒,噴油嘴的安裝位置經過了精確計算。

缸內直噴&歧管噴射&混合噴射

但即便如此,先天劣勢還是決定了直噴發動機在油氣混合的效率方面相比歧管噴射發動機略輸一籌。

例如:在噴油量大的冷啟動和重負荷工況下,極容易使缸內某些區域出現局部混合不均勻狀態。

空燃比過低的區域,“噴油量大+低轉速”工況,往往導致發動機氣缸內高溫缺氧區域過大,進而使缸內溫度會過高,源源不斷地產生極多氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM2.5),排放加重。

空燃比過高的區域,燃油量少難以引燃,卻會汽化吸熱,缸內溫度下降,當低溫富氧區域過大時,便會出現發動機熄火且產生積碳。

此外,

缸內直噴發動機的噴油嘴位于氣缸內,汽油無法對進氣門背面進行沖刷,時間長后會使進氣門背面積碳嚴重,進而影響ECU對進氣量的判斷出現紊亂,從而工況惡化。


而歧管噴射的缺點正好和缸內直噴相反。噴射位置位于進氣門之前,所以說汽油對于進氣門積碳有很好的清潔作用,但是進氣歧管中滯留的汽油,在高溫下會在噴油嘴前端的節氣門上形成積碳。

所以,總的來說


就是直噴發動機進入理想工況的時候跑得很歡,但沒有進入理想工況之前,有一些臭毛病,而歧管噴射發動機,油氣混合效率好,但燃燒效率比不上直噴發動機!


?混合噴射?

缸內直噴&歧管噴射&混合噴射

混合噴射方式意在結合歧管噴射和缸內直噴技術的優點,以解決缸內直噴技術存在的問題。低負荷工況時,歧管噴油嘴在氣缸進氣行程時噴油,混合氣進入氣缸,再配合壓縮行程時氣缸內噴油嘴噴油,從而實現分層燃燒;高負荷工況時,只在壓縮行程進行缸內直噴。


歧管噴射的介入,有助于減緩缸內直噴發動機在進氣道和進氣門上積碳較多等現象。

?

但是,這一切離開金錢而談論顯然是沒意義的。


專家指出,成本是制約其普遍使用的一大因素,由于兩套系統的噴射壓力相差懸殊,于是需要為兩套噴射方式分別配裝油泵和供油管路,在成本上勢必要高于采用一種噴射方式的發動機。其次,噴射方式的轉換需要重新對控制系統的策略進行更改,隨之而來的便是重新進行各種標定工作,這也會使得成本增加。


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