缸内直喷技术的优点有哪些?

2022-07-26 汽车 129阅读

优点是油耗量低,升功率大

【缸内直喷技术】

缸内直喷技术,是指将喷油嘴设置在进排气门之间,高压燃油直接注入燃烧室平顺高效地燃烧,缸内直喷所宣扬的是通过均匀燃烧和分层燃烧实现了高负荷、尤其是低负荷下的燃油消耗降低,动力还有提升的一种技术。缸内直喷技术在VAG集团中被广泛运用,由Audi RS4和R8共享的4.2升FSI发动机即是其中性能强悍的代表作。

【工作原理】

这一技术是用来改善传统汽油发动机供油方式的不足而研制的缸内直接喷射技术,先进的直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术,通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力,将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室,其控制的精确度接近毫秒,其关键是考虑喷射器的安装,必须在汽缸上部留给其一定的空间。由于汽缸顶部已经布置了火花塞和多个气门,已经相当紧凑,所以将其布置在靠近进气门侧。由于喷射器的加入导致了对设计和制造的要求都相当的高,如果布置不合理、制造精度达不到要求导致刚度不足甚至漏气只能得不偿失。另外FSI引擎对燃油品质的要求也比较高,目前国内的油品状况可能很难达到FSI引擎的要求,所以部分装配了FSI的进口高尔夫出现了发动机的水土不服。

此外,FSI技术采用了两种不同的注油模式,即分层注油和均匀注油模式。

发动机低速或中速运转时采用分层注油模式。此时节气门为半开状态,空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部,由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时,少量的燃油由喷射器喷出,形成可燃气体。这种分层注油方式可充分提高发动机的经济性,因为在转速较低、负荷较小时,除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外,燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可,而FSI使其与理想状态非常接近。当节气门完全开启,发动机高速运转时,大量空气高速进入汽缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。从而促进燃油充分燃烧,提高发动机的动力输出。电脑不断的根据发动机的工作状况改变注油模式,始终保持最适宜的供油方式。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放。

【技术发展】

在电子控制技术不断的演进之下,引擎控制系统得以透过绵密的感知器网路,随时监控引擎运作的状况,即时调整供油量,使得新鲜空气与燃料的比例,能保持在最佳的14.7:1之下,让所提供的燃油都能达成最佳的燃烧效果。一如我们之间所提到的,空气与燃油的比例若能够保持在14.6:1的比例之下,将能获得理论上最为完美的燃烧效果,自然亦能输出最大的动力。但这样的设定,亦代表著,燃油的使用有著一定的物理极限,将无法进一步降低。面对着人口越来越多、石油越来越少的状况,歧管喷射系统遇到了瓶颈,即便电脑控制的精度越来越高、喷油嘴的雾化效果越来越好、甚至将每一汽缸的喷油独立。但种种更为精密的控制,仍无法满足新时代的要求。全球的科学家与工程师无不绞尽脑汁,希望能想出更为节省能源的方式,希望能让同样的燃油,可以输出更大的动力、行驶更远的里程。而稀薄燃烧以及缸内燃油直喷的技术就在这样的情形之下被提了出来。

为了达成节省能源的目标,科学家将空气与燃油的比例大幅下降,发展出不同于传统的歧管直喷技术,这便是稀薄燃烧技术。

稀薄燃烧技术的原理:使用稀薄燃烧技术的引擎,喷油嘴的位置不再位于进气歧管当中,而是置于气缸内,将燃油直接喷注于燃烧室。

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