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缸内直喷发动机到底好在哪里?为什么技术好但又会容易积碳?
发布时间:2019-07-19    

随着汽车拥有量的大量增加,能源消耗也是越来越也被人们所重视。节油、高效的动力总成是现今汽车厂商非常必要的杀手锏雾气。从传统的自然吸气发动机到增压发动机到缸内直喷再到混合动力。汽车科技一直追求着小排量、高功率、低能耗。未来也是全人类追求的目标。所以原始的自然吸气发动机就越来越显露出其技术的落伍。随着增压机的普及,与之配合的缸内直喷技术也随之兴起。并且普及率已经非常高。那么缸内直喷这种结构到底有什么优势?他的原理到底是什么样?与传统歧管喷射不同之处在哪?在日常中需要有什么实用注意事项?想必很多车主都不是非常清楚,今天就与大家一起聊聊缸内直喷的秘密。

●发动机燃油系统的概念 对于发动机来说,其产生能量是通过燃油的燃烧所形成。所以燃油供给系统是发动机的一大主要系统。汽油机燃料供给系统的任务是根据发动机各种不同工况的要求,配制出一定数量和浓度的可燃混合气,供入气缸,使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功。后,供给系统还应将燃烧产物——废气排入大气中。 ●燃油系统的结构 油箱、油管、燃油泵、燃油滤清器、空气滤清器、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器、油压脉冲衰减器、进气管、排气管等。 ●燃油喷射的类型 1、歧管喷射 2、缸内直喷 3、歧管与缸内直喷结合 4、直喷压燃(柴油机)

●缸内直喷 缸内直喷(GDI)就是直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。与歧管喷射不同,其喷射位置直接位于发动机燃烧室内部。燃油直接喷入燃烧室与空气混合。 ●歧管喷射 与缸内不喷不同的是,歧管喷射是将喷油嘴设计在进气歧管上,燃油喷出以后需需在燃烧室外面先与空气混合,然后才进入燃烧室燃烧。

●歧管与缸内喷射混合型 为了更好的提高发动机功率与燃油利用率,在大众EA系列发动机中,采用了双喷射系统。即歧管喷射与缸内直喷混合使用。有效的利用了两种喷射系统的优势。

●缸内直喷的优势 1、缸内直喷式汽油发动机的优点是油耗量低,升功率大。 2、空燃比更低,可以达到40:1(一般汽油发动机的空燃比是15:1)也就是大家说的稀燃。更好的利用燃油。 3、易于点火做工 4、压缩比较高,功率提高明显 5、进气门积碳少。 ●歧管喷射的优势 1、结构简单,成本低 2、压缩比较低,可以使用低标号燃油 3、运转稳定,受高温影响小

●缸内直喷 概念:通过高压油泵供给高压燃油,将燃油直接喷入发动机燃烧室内部。与空气快速进行混合后燃烧的一种喷油方式。 从上图可以清晰的看到,喷油口直接插入发动机燃烧室内部。在喷油时无需在外部进行空气混合,瞬间将高压燃油雾化喷入燃烧室。这样更有利于燃油的利用与充分的燃烧。

较传统歧管喷射来比,虽然缸内直喷在零部件质量要求上要高的多的多,尤其是喷油嘴需要承受较高的问题。但是取消了电动油泵。其实结构上更加的简单了。并且机械式高压油泵直接与发动机凸轮轴连接,运转稳定性更高。在结构方面,缸内直喷主要以高压油轨、高压油泵、控制模块、高压喷油嘴这四大部分组成。档发动机运转后,控制单元检测到发动机运转信号,控制喷油嘴依照程序标定顺序进行开闭工作。高压油泵在凸轮轴的带动下源源不断的像高压油轨输送高压燃油。然后通过喷油嘴喷入发动机内部。除了这四部分以外,还有一些压力控制阀及传感器负责系统运转的检测与控制。以保证运转正常。

做为缸内直喷重要的实行部件,喷油嘴的技术含量是相当高的。由于喷油嘴头部将直接插入燃烧室。在发动机运转过程中要承受高温高压的工作环境。所以对喷油嘴的材质要求相当高。并且其喷油准确度也是受到严格的要求。

为了喷油嘴能够喷出更好的雾化效果,所以在高压喷油嘴的喷油孔设计上,都不低于6孔。还有肯定设计成8孔和12孔的设计。主要目的就是为了增加燃油喷射的雾化程度。由于其喷油孔细密。所以燃油质量务必要得到保障。并且由于压缩比较高,所以要求的燃油标号需在95号或以上。不仅仅在燃油品质上得到保障,在燃油过滤系统也需要特别的注意。建议15000公里更换一次燃油滤清器。并且每行驶3-4万公里,清洗一次喷油嘴。由于喷油孔较细,所以一旦堵塞将很难清除。绝大多数的喷油孔堵塞都只能更换新的喷油嘴才能解决。

缸内直喷系统另一个工作强度较高的就是高压油泵。它的结构就相比简单一些。属于一种机械式油泵,和柴油发动机油泵结构类似。与发动机的凸轮轴连接。在凸轮轴运转时驱动高压油泵运转,将燃油从邮箱中吸出加压输送给高压油轨燃油通过喷油嘴喷入发动机。对于高压油泵来说,需要注意的是发动机油的使用。由于与凸轮轴表面接触并且出现摩擦,所以机油的情况务必要保证其工作面不受磨损。

缸内直喷的优势: 1、缸内直喷式汽油发动机的优点是油耗量低,升功率大。 2、空燃比更低,可以达到40:1(一般汽油发动机的空燃比是15:1)也就是大家说的稀燃。更好的利用燃油。 3、易于点火做工 4、压缩比较高,功率提高明显 5、进气门积碳少。

缸内直喷的缺点: 1、工作温度大、对零部件的损伤较严重,尤其是三元催化器系统。 2、要求燃油品质、机油品质更高,养成需要更加精细。 3、制造成本高 4、维修成本高

●歧管喷射 概念:通过电动燃油泵对油箱内燃油进行加压,输送给喷油嘴喷射到进气歧管内部,与空气混合后在进入燃烧室燃烧。 原理:与缸内直喷的系统的工作原理的大致一致的,都是将加压后的燃油喷入发动机燃烧室进行燃烧。但是在布局与参数上就差异明显。首先在燃油压力上,歧管喷射要明显低于缸内直喷。并且在压力上不可控。其次就是喷油嘴的装置位置。缸内直喷是直接插入燃烧室将燃油喷入燃烧室。但是歧管喷射是将喷油嘴插入进气歧管。喷油后目前燃烧室外面与空气混合,混合后在随着发动机吸力进入燃烧室燃烧。

对于歧管喷射的喷油来说,结构就相比简单,并且零部件材料要求也不是那么严格了。由于是装置在进气歧管上部,并不与燃烧室接触。所以其工作温度较低。在零部件材质方面不用过多的考虑耐高温性能。并且在燃烧室外部喷射进行混合。所以燃油压力也低很多。在运转时,喷射的准确程度没有缸内直喷高。

从结构分布上来看,歧管喷射的结构要更加复杂一些。首先燃油需要从燃油箱通过电动燃油泵加压输送到喷油轨,然后在通过喷油嘴喷出。较缸内直喷发动机减少了高压油泵但是增加了电动燃油泵。

歧管喷射的优势: 1、结构简单,成本低 2、压缩比较低,可以使用低标号燃油 3、运转稳定,受高温影响小 歧管喷射的缺点: 1、燃油在发动机外混合,燃油利用率较低 2、由于燃油在进气门背部混合,所以会有部分未燃烧燃油附着在进气门背部,容易产生积碳 3、燃油压力不可控。在低功率状态下的燃油利用率较低。

●燃油喷射的状态 正常的喷油状态应该呈现4号和6号喷油雾化状态。如果出现1号这种喷油状态就可能出现了喷油嘴堵塞的情况需要及时清理。其表现的现象为动力下降、启动困难、油耗增加。

 

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