进气道喷射及缸内直喷有何不同?哪一种更好呢

2019-11-21 18:05:41 11点赞 72收藏 19评论
随着汽车技术的发展,以及对高性能与低污染的需求,汽油机的供油方式也经历了三个不同的时期,分别为化油器、进气道喷射,以及缸内直喷。早期化油器式由于需要借助压力差将燃油吸入气缸,因此无法精准控制汽油的供给量,从而无法维持空燃比在最佳比例,使得燃烧效率与排放更差因此被逐渐被淘汰。目前大部分的汽油发动机车型都采用了进气道喷射的方式来供给燃油,不过随着搭配缸内直喷技术的车辆引擎越来越多,也使得其或将逐渐成为主流。
进气道喷射及缸内直喷有何不同?哪一种更好呢
进气道喷射与缸内直喷其实都属于燃油喷射供油方式,是利用燃油泵直接将燃油精确注入引擎的汽缸内,相对于化油器来说能更好的控制空燃比,以实现更好的动力以及更低排放。燃料喷射技术其实最早在19世纪末就已开始发展,上世纪70年代美国与日本在实施了汽车排放的强制法律后,也使得燃料喷射技术开始普及,并在80-90年代时开始广泛的被运用在量产车辆上。由于燃料喷射供油方式有着更为精确的燃料喷量控制能力以及更好的油气雾化效果,因此对于油耗和排放也有着正面的帮助,所以也成了目前最为广泛采用的技术。
 
  • 进气道喷射及缸内直喷存在哪些不同

 
燃油喷射系统按照按喷射位置的不同,可以分为进气道喷射和缸内直喷两种。顾名思义,进气道喷射就是讲喷油嘴设置在进气总管或进气歧管上,还分为作单点喷射和多点喷射,这种方式对于燃油压力的需求较低。而缸内直喷则是将喷油嘴设置在能直接喷射到气缸内的位置上,相对来说由于喷油嘴结构和布置较为复杂,因此对于燃油压力的需求也更高。
 
进气道喷射及缸内直喷有何不同?哪一种更好呢
进气道喷射(PFI)是将燃油直接喷入进气道内,与吸入进气道的空气混合形成可燃混合气再进入气缸,依据喷油嘴设置的位置可以分为单点喷射和多点喷射。其中多点喷射目前是市场的主流,而多点喷射又称多气门喷射(MPI)或顺序燃油喷射(SFI)以及单独燃油喷射(IFI),其喷油嘴设置为每个气缸的进气口位置设置一个喷油嘴,分别向各气缸的进气道进行喷油。
而缸内直喷(GDI)则是直接将燃油喷入气缸内,并与吸入气缸的空气进行混合,通常喷油嘴被设置在气缸顶部侧面或顶部中央的位置。由于使用了更高的燃油压力,因此燃油雾化效果更好的同时控制也更加精准,其喷嘴位置、喷雾形状及活塞顶部形状等部件的特别设计,则可以让气体在气缸内充分均匀的混合,以带来更加充分的燃烧,提供更好的动力输出以及更低的油耗表现。
 
  • 进气道喷射及缸内直喷各有哪些特点

 
进气道喷射由于对燃油压力要求不高,因此也已成为汽油引擎的主流。其原理是ECU根据曲轴位置传感器信号,辨别各缸的进气行程,适时发出各缸喷油指令以实现按序喷射。相对来说,进气道喷射出现得更早也更加成熟,设计难度与对周边设备的需求更低,因此成本方面控制的也更好。其优点也很明显,由于燃油混合气需要经过气门,因此能起到冲刷和润滑气门的效果,气门附近的积碳生成速度会变慢,同时也不容易大量累积。因此如果需要清理进气部分的积碳,只要使用一般的燃油添加剂即可,而不用去购买专用品。但其缺点方面同样明显,由于燃油喷射在进气道内,因此会有部分会燃油会残留在进气道,对于精准控制喷油量不利,而且其混合气也会受到节气门开度的影响,不利于提高燃油效率。
进气道喷射及缸内直喷有何不同?哪一种更好呢
而缸内直喷方式则更加先进,能够将燃油以极高压力直接喷射如气缸内,使得油气雾化和混合效率更优异,配合电子系统的进步,ECU能通过缸内直喷来更精确的控制空燃比,以及通过多次喷射方式提升燃烧效率,带来的好处就是能产生更大的动力,同时也能降低油耗以及排放。
但缸内直喷也并非完全没缺点,比如使用这项科技的车辆在成本方面会更高,同时对于火花塞等零部件的消耗也变得更快,燃油标号上也需要相应提高,才能发挥最佳工作状态。最明显的地方在于,相对于进气道喷射的引擎来说,由于燃油混合气不经过气门部分,因此气门部分积碳情况会更加严重,另外气缸内的积碳的状况也会较之更严重,并需要借助缸内直喷专用的燃油添加剂来帮助解决积碳。
 
  • 燃油喷射系统如何控制喷油供给

 
现代车辆所搭载的燃油喷射系统,不论是采用进气管喷射还是缸内直喷,其实都是通过各种传感器来收集数据,并通过ECU来控制合适的喷油量。实际上工作状态还是比较复杂的,其中ECU需要参考节气门开度、发动机水温、进气温度、气压,以及各种不同工况下的负载参数来修正喷油量,以提供准确的喷油量。
进气道喷射及缸内直喷有何不同?哪一种更好呢
不过通常来说,厂商会给ECU一个基本的喷油量设定,然后依据空气流量计、氧传感器等重要传感器的数据,进行一定范围的修正。基本喷油量一般是依据引擎工作循环的进气量为参考,按照理论空燃比14.7计算出的喷油量,然后在参考进气温度、进气压力、废气氧含量等参数进行修正,微调喷油量来保持合理的空燃比,从而达到最佳的工作效率。

【本文图片来自网络】


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