直喷和混合喷射哪个好 谁产生的积碳会更多

时间:2022-04-26 19:18       来源: 未知

  直喷和混合喷射作为汽车的两种喷射技术,或许大家都有所了解。最近就有朋友问小编,直喷和混合喷射哪个好?下面小编就和大家一块看一下,希望对大家能够有所帮助。

 

  缸内直喷技术

 

  为了解决多点喷射所存在的不足,汽油发动机的缸内直喷技术应运而生,这里为什么要强调是汽油发动机呢?因为在柴油发动机上很早之前就已经开始使用缸内直喷,而汽油发动机上的直喷技术正是来自于最初的柴油直喷技术。
 

 

  缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内,直接将燃油喷入气缸内与进气混合,喷射压力也进一步提高,使燃油雾化更加细致,真正实现了精准的按比例控制燃油和进气混合,消除了以往进气歧管在缸外喷射的缺点。同时,喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制以及活塞顶形状等特别设计使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合从而使燃油充分燃烧,能量转化效率更高。

 

  缸内直喷技术在通常情况下采用了两种不同的燃烧模式,分别为均质燃烧模式和分层燃烧模式。均质燃烧模式是指在进气行程后期想燃烧室内喷入燃油,在进气行程与压缩行程中完成与空气的充分混合,并在点火的一刹那使缸内行程较为均匀的混合气,确保稳定点火。而分层燃烧模式是指在压缩行程喷入燃油,随着压缩行程的进行燃油与空气混合,直至点火时刻,从火花塞到缸壁,燃油浓度由浓到稀。保证其有效点火,火焰传播也正常,从而提高燃油经济性。

 

  采用缸内直喷技术的发动机优势非常明显,可以比采用多点喷射技术的发动机实现更高的能量转换效率,与同排量的多点喷射发动机相比,最大功率和最大扭矩至少有10%以上的提升。缸内直喷发动机在优势非常明显的同时,也存在着比较明显的不足,首先是缸内直喷发动机由于喷油结构比较复杂所以对燃油标号的要求相对较高;其次因为多点电喷的油气混合在进气歧管中完成,所以流动的混合气在进入气缸内时能对气门进行清洁。但是缸内直喷的燃油直接喷到气缸内,导致发动机没有了这项“自清洁”的能力,因此积碳会更加严重;第三,缸内直喷喷油时间和点火时间的间距很短,造成油气混合不充分,碳氢化合物排放并不理想。

 

  随着环保法规的日渐严格,缸内直喷发动机在低负荷时污染物排放量过大的问题逐渐成为了一个急需解决的问题。为什么缸内直喷发动机在低负荷工况时的污染物排放量会较大呢?这跟发动机的稀薄燃烧有很大的关系。
 

 

  在发动机气缸内燃烧的是空气和燃料,其质量之比被称为空燃比。在汽油刚好能够完全燃烧时,其空燃比为14.7:1,这个值也被称为理论空燃比。稀薄燃烧,顾名思义,就是说燃烧时空气中的燃料很稀薄。在空燃比大于18:1时,就可以将气缸内的燃烧状态称之为稀薄燃烧。缸内直喷是实现稀薄燃烧最好的方法。采用歧管喷射时,空燃比的上限为27:1,而使用直喷时,空燃比甚至可以达到50:1以上。稀薄燃烧的最大特点就是燃烧效率高,经济、环保,同时还可以提升发动机的功率输出。因为在稀薄燃烧的条件下,由混合气点火比理论空燃比条件下困难,爆燃也就更不容易发生,因此可以采用较高的压缩比设计以提高热能转换效率。再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧,所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。

 

  不过,稀薄燃烧也不是完美的,它也有自己的缺陷。在稀薄燃烧的情况下,废气中会有很多残留的氧气,同时排气的温度也较低,这两方面的原因使得三元催化器对NOx的转化率不高,从而增加了NOx的排放。

 

  为了解决这个令人头疼的问题,工程师们开发出了混合喷射系统,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。这样一来,不仅可以提高发动机的工作效率,还避免了上面提到的在低负荷工况下因氧气过量导致的排放问题。

 

  混合直喷技术:

 

  传统发动机的供油系统,要么是歧管喷射,要么是缸内直喷,但不管哪种都有各自的弊端。为了解决单纯依靠缸内直喷技术发动机所存在的排放、积碳等问题,满足日益严格的环保法规,发动机混合喷射技术应运而生。混合喷射是指将燃油喷射系统由缸内直喷和歧管喷射组合而成的喷射系统,取两者的优点,并弱化两者的弱点。不仅可以提高发动机的工作效率,还避免了直喷发动机在低负荷工况下因氧气过量导致的排放问题。

 

  面对越来越严苛的排放法规,缸内直喷发动机有些难以招架了。于是研发人员又想起了歧管喷射,并把其加入到了直喷发动机之中,形成了一套混合喷射系统。
 

 

  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。这样一来,不仅可以提高发动机的工作效率,还避免了上面提到的在低负荷工况下因氧气过量导致的排放问题。

 

  混合喷射方式的作用意在结合歧管喷射和缸内直喷技术的优点,以解决传统缸内直喷技术存在的问题。由于歧管喷射的介入,有助于减缓传统缸内直喷发动机在进气道和进气门上积碳较多的现象等。

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