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浅谈歧管电喷和缸内直喷到底哪个好?

传统内燃机除了进气方式有不同外,喷油方式也存在两种:一种是传统的多点电喷,也叫做歧管喷射,将燃油喷入各气缸的进气岐管,先和空气混合后一起进入燃烧室压缩点火;另一种是这几年在广泛推广,尤其配合在涡轮增压发动机上的缸内直喷,直接将燃油喷入气缸内,与空气在缸内混合再压缩点火。我们依然可以做个表格来做对比,看看各自的优劣势。

喷油方式

歧管喷射

缸内直喷

制造成本

相对较低

结构更复杂,成本较高

喷油量控制

只能根据进气量来控制喷油量混合,喷油量不够精确

可根据各种工况来判断出更精确的喷油时间和喷油量,理论上可以做到分层燃烧,未来可实现超稀薄燃烧

喷油雾化效果

雾化效果一般,燃烧效率并不是很高

能做到更好的雾化,燃烧更充分,提升燃烧效率

油耗表现

仅从喷油技术上来说很难再有质的提升

理论上更省油,尤其体现在高速巡航状态

动力表现

仅从喷油技术上来说很难再有质的提升

高转速区间可以迸发出更好的动力表现

进气管积碳

混合气体从进气管冲入,可以起到一定的清洁作用

燃油直接喷到缸内,无法清洁进气道积碳

缸内积碳

可控制在较为理想的状态

缸内容易残留燃烧后的灰尘,喷油量变化敏感,容易积碳

压缩比

理论压缩比已经到极致,很难超过12:1

喷油量精确抗爆性提高,可以做到超高压缩比,理论上唯有直喷才能实现超稀薄燃烧

发动机噪音

噪音较小,基本为正时皮带和缸体震动的噪音混在一起

高压油轨和喷油嘴会产生类似于柴油机“嗒嗒嗒”的噪音

冷启动升温

冷车怠速时尽量多喷油来使发动机尽快升到理想工作温度

为防止过度积碳,冷车怠速时不会多喷油,因此只能靠行车升温,怠速升温较慢

油品要求

相对较低

相对较高

排放气体

缸内温度较高,燃烧效率降低,有害物质的过滤能力下降,排放很难再有大提升

虽然燃烧效率高,但喷油到点火时间过短,燃爆后容易产生并排放出微颗粒(PM2.5)

保养要求

定期做清洁保养即可

一般需要长期使用清洁型燃油添加剂,对进气系统积碳清理更频繁

多点电喷的歧管喷射技术是目前最为成熟、实用、稳定的喷油技术,但其发展已经到了瓶颈期,结构限制使其基本无法再有大的提高和改进。而缸内直喷技术虽然上世纪50年代就开始使用,但其技术要求高、成本高、稳定性差,因此一直没有广泛推广和进一步发展,直到本世纪受制于排放和油耗的政策越来越严苛,在歧管喷射上的研发到顶,大型车企几乎都视缸内直喷为未来发展的方向,尤其是它所展现出的特性,也符合其他发动机技术进一步发展的需要,因此几大巨头都在大力研发和推广,近几年缸内直喷技术有了质的提升。虽然其目前仍处于一个不成熟阶段,在获得优势的同时,也产生了很多问题,是目前短期内还无法完善的,但缸内直喷符合其它发动机技术发展的要求,所以对车企的研发来说,更看重它的优势,这是未来传统内燃机有飞越发展的基础。

目前在缸内直喷技术上发展最前沿的是大众、丰田、本田、马自达,尤其是三家日系车企已经对超稀薄燃烧进入正式的实验阶段。在缸内直喷还没有完善的当下,部分车企将混合喷射技术普及到民用车范围,歧管喷射和缸内直喷两种模式并存。在冷启动和低负荷状态下使用歧管喷射,避免了缸内直喷的软肋,而在中负荷时两种喷射模式并存,在高负荷和高速匀速行驶时由缸内直喷接管。最早使用并普及该技术的是丰田D4-S发动机,这两年大众第三代EA888发动机也开始普及该技术。

以我的观点,目前国内极差的油品和拥堵的道路来看,缸内直喷的优势并不明显,不能做到分层燃烧,那么直喷的意义也就不大了,但是对于配合涡轮增压发动机和高转速发动机来说,缸内直喷技术可以弥补其它方面的缺陷和提升部分性能。因此我们无需去过度迷信缸内直喷,虽然它的前途无量,但短期内也无法克服不足,有混合喷射技术当然是最好,没有的话两种技术都可以接受,需要动力和节油效果更好的选直喷,怕麻烦要省心的选电喷。

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2017-03-10

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