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  • 1 # 汽車觀察家

    想了解混合噴射,首先要了解缸內直噴和進氣歧管噴射(單點/多點噴射),其實,在之前的文章中為大家講解了關於缸內直噴技術和單點/多點電噴的相關知識,今天就先回顧一下大概的知識點。

    歧管噴射:細嚼慢嚥,關鍵時刻不止餓

    首先進氣歧管噴射是噴油嘴在進氣歧管裡,空氣透過空濾進入進氣歧管,再和噴油嘴噴出的霧化燃油混合,行成均勻的混合氣,透過進氣門進入氣缸。其優點是燃油混合均勻,燃燒比較充分,而且高速流動的混合氣會對進氣門進行主動“打掃”,所以進氣門不容易產生積碳。其缺點是燃油在進氣歧管裡噴射,有些會附著在進氣歧管內壁上,造成燃油浪費。

    缸內直噴:狼吞虎嚥易止餓,缸內易積碳

    而缸內直噴是燃油透過高壓噴油嘴直接噴射在氣缸裡,霧化效果好,燃油燃燒充分,控制更精準,而且可以實現更大的空燃比。在這裡又引出一個知識點:空燃比。空燃比理論值是14.7:1,就是每1kg汽油充分燃燒需要14.7kg的空氣,如果在高溫高壓下空燃比可以達到更高。巧的是缸內直噴發動機具備先天的優勢,它可以在壓縮衝程中/後段噴射燃油,讓空燃比超過18:1,行成稀薄燃燒甚至是超稀薄燃燒,可以說榨取了每一滴汽油的所有能量,這樣就會讓發動機燃燒效率變得更高,更省油。

    不過稀薄燃燒並不是完美的,在發動機稀薄燃燒狀態下(發動機低速運轉),氣缸內空氣過量,再加上高溫高壓環境,導致氮氧化物排放量增多。同時,由於缸內直噴的燃油與空氣混合時間較短,更易行成區域性燃油過濃、混合不均勻等情況,導致尾氣中的微粒物增多。

    另外,發動機機油蒸汽是回收在進氣歧管裡的,很容易附著在進氣門上,但缸內直噴的噴油嘴在氣缸內,不會像進氣歧管那樣對進氣門進行“清潔”,所以進氣門更容易產生積碳。

    混合噴射:避二者之短,取二者所長

    進氣歧管噴射和缸內直噴各有優缺點,舉個通俗的例子就是進氣歧管噴射好比我們平時吃得比較精細,在攪拌均勻以後喂到嘴裡透過喉管進入到胃裡,好處是容易消化,缺點是在餓的時候不容易止餓。而缸內直噴就像豬八戒吃人參果,狼吞虎嚥,吃進去再慢慢消化,好處是很容易止餓,但容易消化不良。這個時候聰明的工程師吸取了二者的優點,避開了兩者的缺點,研究出來了混合噴射。

    混合噴射其實就是把歧管噴射和缸內直噴一併使用,一般分三種情況。

    一,在我們開車遇到紅綠燈走走停停的時候,發動機轉速一般很低(<1000轉),這個時候發動機是在歧管噴射燃油,避免了缸內直噴在稀薄燃燒時氮氧化物和微粒物排放超標;

    二,在發動機中低轉速的時候(1000<轉速<3500),進氣歧管內的噴油嘴噴射燃油隨空氣一起進入氣缸(吸氣衝程),在壓縮衝程的時候缸內的噴油嘴開始噴油,最後行成上濃下薄的油氣分層,利於火花塞點燃,這個時候兩者是一起工作的;

    三,在發動機轉速較大的時候(>3500轉),進氣歧管噴油嘴停止工作,只有缸內噴油嘴進行噴油,“狼吞虎嚥”式的噴油方式能夠提供發動機更充足的動力。

    混合噴射方式固然優點多多,但是每個氣缸需要內、外兩套油泵和噴油嘴,成本比較高,而且研發、調校複雜,維修保養既貴又麻煩,所以混合噴射一般用在中高階車型上。

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