如今越來(lái)越多的汽車使用了帶有缸內(nèi)直噴系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī),聽起來(lái)似乎很高級(jí)。甚至有人說(shuō)缸內(nèi)直噴在未來(lái)幾年將要徹底取代普通電噴發(fā)動(dòng)機(jī),所以買車最好選缸內(nèi)直噴的。果真如此嗎?其實(shí)缸內(nèi)直噴技術(shù)確實(shí)更先進(jìn),但是短期來(lái)看幾年內(nèi)想徹底淘汰傳統(tǒng)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)還是有難度的。對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō)電噴和直噴區(qū)別就在于噴油方式,而噴油方式的不同也會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的一些性能產(chǎn)生影響。
汽油機(jī)屬于預(yù)制混合氣內(nèi)燃機(jī),意思就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要先配制好適合濃度的混合氣,然后才能被利用。所以汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程就需要把汽油和空氣混合。而噴油嘴也必須以恰當(dāng)?shù)姆绞桨哑退腿霘飧着c空氣充分混合,然后火花塞才能正常點(diǎn)燃。這就引出了汽油機(jī)的兩種噴油方式:電噴和直噴。
電噴的全稱是“電控燃油噴射”,英文名字是Ecletric Fuel Injection,簡(jiǎn)稱EFI。在此之前汽油發(fā)動(dòng)機(jī)還是用化油器來(lái)供油,EFI在當(dāng)年屬于比較高級(jí)的功能,因此當(dāng)時(shí)很多使用電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的車會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上特別注明EFI,以顯示與眾不同的身份。而如今滿大街都是電噴發(fā)動(dòng)機(jī),廠家也就不再以此為賣點(diǎn)了。
電噴發(fā)動(dòng)機(jī)靠油箱里的油泵提供壓力,使用安裝于進(jìn)氣歧管末端的噴油嘴對(duì)準(zhǔn)進(jìn)氣門噴油。在進(jìn)氣沖程活塞下行、進(jìn)氣門打開,ECU控制噴油嘴開始噴油。噴出的汽油被進(jìn)入氣缸的氣流裹著帶入氣缸并充分翻滾混合,汽油在這個(gè)過(guò)程中充分蒸發(fā)成氣體,與空氣一起形成了擁有一定濃度的混合氣。然后在壓縮沖程火花塞點(diǎn)火,混合氣燃燒,發(fā)動(dòng)機(jī)就對(duì)外做功。
EFI發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量控制精確,與化油器發(fā)動(dòng)機(jī)相比其油耗更低、排放更好。而且ECU可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況選擇合適的噴油量以控制不同狀態(tài)下混合氣濃度,比如在大負(fù)荷工況下ECU可以加濃噴油以提供更大功率,所以其性能也更好。
直噴全稱是“汽油缸內(nèi)直噴”,英文名字是“Gaoline Driction Injection”。簡(jiǎn)稱GDI。和EFI一樣,GDI剛問(wèn)世時(shí)也是一項(xiàng)不折不扣的黑科技,所以當(dāng)年很多缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)同樣喜歡在引擎蓋上印上GDI以顯示獨(dú)特的身份。包括現(xiàn)在有些車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上還有。
缸內(nèi)直噴顧名思義就是噴油嘴戳在氣缸里,直接把汽油噴入氣缸。聽起來(lái)和柴油機(jī)挺像,其實(shí)和柴油機(jī)還是有區(qū)別的。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)也是在進(jìn)氣沖程開始向氣缸內(nèi)噴油,讓進(jìn)氣氣流與汽油充分混合,使汽油蒸發(fā),形成混合氣。然后在做功沖程,由火花塞點(diǎn)燃。
由于缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)是噴油嘴直接往氣缸里噴油,所以其噴油壓力更大,這樣汽油噴出后霧化更充分,有助于汽油快速蒸發(fā)。而且汽油直接噴進(jìn)氣缸里蒸發(fā)會(huì)吸收一些熱量,有助于降低缸內(nèi)溫度從而增加一定的進(jìn)氣量,提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。所以缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)相比于普通電噴發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)動(dòng)力性更好,油耗也有改善。
其實(shí)電噴是相對(duì)于化油器來(lái)說(shuō)的,缸內(nèi)直噴也是電控系統(tǒng)控制噴油,所以缸內(nèi)直噴也可以說(shuō)是電噴。而我們第一條所說(shuō)的電噴具體點(diǎn)說(shuō)應(yīng)該是進(jìn)氣歧管電噴,也稱為PFI。只是當(dāng)時(shí)缸內(nèi)直噴沒(méi)有出現(xiàn),所以人們就直接叫電噴了。這點(diǎn)大家要弄明白。
進(jìn)氣歧管電噴的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,維修保養(yǎng)方便。因?yàn)閲娪妥煳挥跉飧淄猓鹦侗pB(yǎng)都很方便。缺點(diǎn)是汽油噴在氣缸外,難免會(huì)有部分汽油灑在進(jìn)氣歧管上從而導(dǎo)致某些工況下實(shí)際供油精度受到影響。
而缸內(nèi)直噴比進(jìn)氣歧管電噴對(duì)實(shí)際供油精度的控制更精確。而且直噴技術(shù)配合獨(dú)特的活塞形狀和控制策略還可以實(shí)現(xiàn)比較高級(jí)的燃燒技術(shù),比如稀薄燃燒。但是直噴系統(tǒng)成本更高,而且噴油嘴位于氣缸內(nèi),再加上噴射壓力更高,因此系統(tǒng)更復(fù)雜,出問(wèn)題后維修成本更高。
直噴發(fā)動(dòng)機(jī)還有一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題就是進(jìn)氣門積碳。因?yàn)閺倪M(jìn)氣門經(jīng)過(guò)的是空氣和曲軸箱廢氣,沒(méi)有汽油的沖刷作用,曲軸箱里的機(jī)油蒸汽會(huì)附著在進(jìn)氣門背面,越積越多。
而歧管電噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴正對(duì)進(jìn)氣門噴油,對(duì)進(jìn)氣門有沖刷作用,因此進(jìn)氣門不容易產(chǎn)生積碳。而且即便進(jìn)氣門產(chǎn)生積碳了只需要在汽油里兌入一些清凈劑就可以起到不錯(cuò)的清洗效果。比如上圖就是使用清凈劑后的進(jìn)氣門,明顯看到汽油噴射區(qū)域已經(jīng)被清潔的相當(dāng)干凈。
現(xiàn)在還有一種混合噴射系統(tǒng),就是一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)擁有缸內(nèi)直噴和歧管電噴雙噴射系統(tǒng),針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下的特點(diǎn)選擇不同的噴油方式,進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)效率。比如豐田的D4-S系統(tǒng)。這種系統(tǒng)捎帶著可以緩解進(jìn)氣門積碳問(wèn)題。
從技術(shù)上來(lái)說(shuō)缸內(nèi)直噴和目前的混合噴射系統(tǒng)肯定更加先進(jìn)。但是這種系統(tǒng)有一定的原因是為了滿足法律法規(guī),對(duì)于日常用車來(lái)說(shuō)合適的歧管電噴發(fā)動(dòng)機(jī)性價(jià)比更高,而且后期保養(yǎng)維護(hù)更便宜。所以說(shuō)買車時(shí)不必過(guò)于糾結(jié)。
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