汽車電噴和直噴的區別在哪裡?

縱橫車談


以汽車電噴常見多點電噴為例,直噴也就是缸內直噴。這是兩種燃油噴射方式,其實它們都是電控噴射只是為了區別才這麼叫。它們最大的區別就是噴射位置不同,電噴多指歧管噴射技術,直噴指缸內直噴。

簡單理解就是一個把燃油噴射在進氣歧管內的空氣中,另一個把燃油直接噴入氣缸內。它們各有優缺點但是從技術上來看直噴對加快燃燒、減少排放、提升動力方面比歧管噴射有更多優勢和潛力。從趨勢上看,歧管噴射(電噴)已經慢慢在被直噴取代,一方面是渦輪的普及,另一方面就是混合噴射的興起。


歧管噴射

發動機噴油嘴在進氣道歧管側,進氣過程發動機的ECU根據進氣量等多方緯度調整噴油時間和噴油量,汽油和新鮮空氣在進氣道側就已經形成了混合氣體,這樣進入氣缸的混合氣體在壓縮接近尾端參與點火燃燒。只需要瞭解它是在進入氣缸前燃油和空氣就已經混合了,發動機壓縮衝程的壓縮的也是混合燃油的氣體。歧管噴射相比以前的化油器有了質的提高,相對化油器來說,歧管噴射算是技術革新,尤其是對燃油經濟性、動力性、精準控制、燃燒速率上有跨越式提升。所以在近20年時間內歧管噴射一直普及在家用車領域,並且現在很多新款發動機仍然保留此技術並且進行優化升級。


缸內直噴

噴油嘴內置在氣缸內而不是進氣歧管側,這是結構的差異,當然結構差異就會使它們有不同的噴油、混合方式。缸內直噴多見有側置噴油和中置噴油兩種,美系、韓系多用側置;日系和德系多用中置佈局,但這不是唯一,因為考慮氣缸、活塞結構、氣流動向等情況主機廠都會選擇最佳噴油嘴的佈局。

所以缸內直噴與歧管內噴射燃油的歧管噴射相比,缸內直噴吸入氣缸的是新鮮空氣而不是燃油混合氣體。直噴在氣缸壓縮新鮮空氣的某一過程會通過ECU精準控制噴油,此時空氣處於壓縮過過程、直噴汽油微粒能更好的和空氣均勻結合,好處就是提高燃燒速率使燃燒更快更徹底,所以直噴對動力提升有幫助。而直噴的又一特點就是可以根據空氣量多少更加精準的控制噴油量,並且高壓、超高壓的直噴能是使汽油霧化更徹底,從而節約燃油消耗。另外直噴噴入氣缸的燃油對缸內也有降溫作用,這在中高負荷可以降低汙染物排放。在節能減排趨勢下,直噴的優點確實負荷法規和市場需求。


混合噴射

混合噴射就是採用了歧管噴射+缸內直噴兩種方式,根據工況不同,採用不同噴射方式從而達到燃油經濟性、動力性、排放進一步提升還能避免直噴的積碳問題。混合噴射可能也是未來趨勢,至少在內燃機階段,混合噴射對提升熱效率、平衡動力、油耗、降低排放有明顯的優勢。


旋轉的方向盤


電噴發動機、直噴發動機的差異很大,也可以說兩者各有千秋,不過缸內直噴發動機的優勢更多、潛力更大,所以現如今內燃機已經被直噴技術所佔據!現如今的汽車市場,依然配備電噴發動機的車型少之又少、幾乎沒有,所以缸內直噴更是代表了未來的趨勢,因為它在燃油經濟性方面的潛力更大!

電噴這個詞並不嚴謹,實際上電噴、直噴都是電控噴射,電噴全稱為電控歧管噴射、而直噴全稱為電控缸內直噴,而之所以會產生現如今電噴、直噴的叫法,實際上與出現時間有很大的關聯;因為在化油器時代結束後,最先登場的是電控歧管噴射內燃機,所以就把它稱之為電噴;而沒過幾年、電控缸內直噴內燃機誕生了,再叫電噴就沒辦法與歧管噴射發動機進行區分了,所以就稱之為缸內直噴!所以用電噴與直噴區分是不嚴謹的,而應該是歧管噴射發動機、缸內直噴機器來區分!

電控歧管噴射發動機(電噴)

如上圖所示、這就是歧管噴射原理圖,從圖上我們可以清晰看出、噴油嘴佈置在進氣歧管之內!燃油直接噴射到進氣歧管內,在進氣歧管內與空氣進行混合,與直噴機相比,燃油有充分的空間、時間進行霧化,在與空氣進行混合後、被吸入發動機參與燃燒;所以在發動機進行低溫、冷啟時,歧管噴射發動機的燃油霧化效果更好,但隨著工作溫度、工作負荷的不斷上升,歧管噴射發動機壓縮比低的劣勢、就會顯現出來!


由於燃油在歧管內已經完成霧化,而氣態化後的汽油已經不再具有吸熱的能力,所以歧管噴射發動機對缸內溫度的調節能力很差,所以歧管噴射發動機往往懼怕高溫,因為在高溫、高負荷狀態下,極其容易引發爆震!而由於對溫度的調節能力差,所以對爆震的抑制不如直噴那麼優秀;而補償方式就是採取偏低的壓縮比來適應(降壓等同於降溫),所以歧管噴射發動機、壓縮比做到11都是極限了,超高負荷運轉都必須加高標號燃油,想燒92號、幾乎是不可能的(壓縮比過10的時候)!
再一點就是歧管噴射發動機,因為燃油都噴射在歧管內、在歧管內霧化,所以歧管噴射發動機汽油在缸內再次液化、流入曲軸箱內的機率會很低,在很大程度上、避免了機油被汙染的現象(含乳化問題);所以從某種角度上看待歧管噴射發動機,雖然燃油經濟性方面不如缸內直噴,但先天結構更合理、很難出現什麼問題,如直噴機常見的燃油稀釋、進氣門背面積炭,歧管噴射發動機都不會出現;燃油噴射在歧管內、很容易對進氣門背面進行沖刷,進氣門背面的積碳也就得到了很好的清理,因為汽油本身就是良好的清潔劑!

電控缸內直噴發動機(直噴)

缸內直噴發動機就很容易理解了,如上圖所示缸內直噴就是把噴油嘴佈置在燃燒室內;這麼設計的好處有很多,因為噴油嘴直接設置在了燃燒室內、所以燃油直接噴射在燃燒室,因為液態燃油氣態過程中、可以吸收大量熱,對於直噴方式對於燃燒室可以起到降溫作用!只要溫度能控制住,我們就可以肆無忌憚的將壓縮比提高;而直噴豐富的噴頭策略,可以在缸內溫度偏高、出現爆震傾向時,採取連續多次的噴射,起到調節溫度的作用!


所以直噴發動機、壓縮比普遍更高,而且高壓縮比的機器、往往可以兼容92號汽油,其原理就是缸內噴射、可以更加從容的限制溫度,防止溫度過高;缸內直噴並非完全是優點,它也存在幾個缺陷,比如低溫、冷啟下,燃油的霧化不理想、造成燃燒浪費!而霧化不良的汽油再觸碰到冰冷的缸壁時,更容易重新轉化成液態燃油,之後順著活塞環、缸壁間的縫隙也就流入到曲軸箱內了,這就是上文所提到的溼壁現象(燃油稀釋)!其次就是噴油嘴在燃燒室內,對進氣門背面的積碳沒有清洗作用,所以直噴機、進氣門背面的積碳是頑疾!

直噴發動機的潛力更大

為什麼歧管噴射發動機、在最近這十年之間會被直噴機完全取代?不僅僅是因為歧管噴射機器壓縮比不高,實際上歧管噴射發動機的潛力也不足!最近這些年來,國際上對於油耗、環保的各種要求日益嚴苛,所以未來的內燃機將必然以省油為核心開發目標,從此將進入超稀薄燃燒領域(如馬自達的二代創馳藍天就已經做到),而超稀薄混合氣狀態下、想實現混合氣點燃非常困難,所以此時我們的工程師想到了分層噴射、分層點燃、分層燃燒!


如上圖所示、這就是直噴發動機分層噴射的示意圖,從上至下噴射出多個混合氣層、濃度從上至下遞減,最上層混合氣濃度最大(最接近火花塞)、最下層濃度最低,圖片上只畫了五層、但實際上遠比這個層數多!原理就在於利用火花塞跳火,點燃最上層、之後利用火焰的傳遞逐一點燃餘下多個稀薄層(實際上當空燃比超過17之後、依靠這種方式已經無法點燃所有層,所以馬自達才引入壓燃,可以在二倍過量空氣係數下、完成29.4空燃比混合氣的全部燃燒),這個分層噴射、對於直噴機器而言很容易實現,但對於歧管噴射機器(電噴)而言也能分層,但控制起來太複雜、自身結構也不允許,所以分的層數很少,所以歧管噴射機器對於未來而言、潛力太小!

上述就是直噴、電噴發動機的差異,實際上現如今電噴機已經很少見了,雖然說電噴、直噴都存在一些劣勢,而從綜合素質上看、還是直噴發動機優勢更大、潛力更足;當然歧管噴射方式也並未完全淘汰,比如說現在的那類雙噴射發動機,就是同時具備一套高壓噴嘴(直噴部分)、一套低壓噴嘴(歧管噴射),當發動機低溫、低負荷運轉時,由歧管負責燃油的噴射,而當機器全負荷運轉時、則是切換成缸內直噴,從而實現直噴、電噴的互補,不過這樣的機器理念雖好、但成本造價偏高,終究難以成為主流!


非專業車評


簡單來說,直噴,是電噴的一種。

電噴,全稱為“電子控制燃油噴射技術”,發動機ECU根據空氣流量計或進氣壓力傳感器、水溫傳感器、氧傳感器等信號來控制噴油量的一種技術。區別於早先的化油器式燃油供給系統,它的控制更精確,對於空燃比的控制也更合理,經濟性和動力性也更好。

目前,對於傳統燃油車來說,電噴技術主要分為三種,分別是進氣歧管噴射技術(也稱為缸外噴射)、缸內直噴技術、混合噴射技術。

其中,進氣歧管噴射技術又分為兩種,單點式噴射技術和多點式噴射技術,即SPI和MPI,燃油壓力一般在2bar—3bar之間。燃油噴射在進氣歧管,可以對發動機的積碳起到一定的清洗作用。在A級車裡,大部分的車型多采用的是MPI燃油噴射技術。

缸內直噴技術,指的是發動機壓縮行程,活塞快到達上止點位置時,將燃油以上百bar的壓力噴射到氣缸裡面,燃油霧化效果更佳,可實現稀薄燃燒,動力性和經濟性也更好,但積碳問題相對較多。缸內直噴技術作為B級車的標配廣泛使用,在一些性價比較高的A級車上也有應用。

混合噴射技術,又稱為複合噴射技術,它結合了缸外噴射和缸內直噴兩種技術的優勢,低速時採用缸外噴射、高速時採用缸內直噴,動力性和燃油經濟性提升的同時,也能夠達到清洗積碳的效果,避免出現機油增多的問題。目前,凱迪拉克XTS、新款奧迪A4以及大部分BBA級別的車型都採用了混合噴射技術,是高端車輛的標配。





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直噴就是噴油泵上邊沒有傳感器,沒有線束插頭。電噴油泵有傳感器,有線束插頭


電噴車維修


電噴是指電控噴油嘴接收發動機ECU訊號,在進氣歧管內按照特定時序執行控制指令噴射燃油。而燃油在進氣歧管內與空氣混合後再進入氣缸進行燃燒。電噴又分為單點電噴和多點電噴,多點電噴指每一個噴油嘴上,不止一個噴油孔,使有霧化效果更佳。

簡單來說,多點電噴相比以往單點噴可以更大範圍的對氣缸進行“塞氣”,有助提升燃燒效率。

什麼是直噴?

直噴又稱缸內直噴,顧名思義,缸內直噴就是將燃油噴嘴安裝於氣缸內,然後將燃油簡單粗暴的直接噴入氣缸內與進氣混合的技術。

相比於電噴,直噴能使燃油以細微滴狀的薄霧方式進入汽缸,而不是以蒸汽的方式。這也就意味著當燃油霧滴吸收熱量變為可燃蒸汽時,實際上對發動機的汽缸起到了冷卻的作用。這種冷卻作用降低了發動機對辛烷的需要,所以其壓縮比可以有所增加。

到底誰更好?

得益於技術的革新,缸內直噴能夠將內燃機的燃料效率提高20%,這顯示是一個客觀的數據,所以現在新款車型都喜愛用直噴技術提升動力數據表現。但事實上直噴技術並不是那麼完美,已經有不少用戶反應直噴發動機進氣道積碳嚴重,更有甚者東本、長安等車型出現機油異常等問題,都跟直噴有不可分割的關係。而多點電噴技術已經使用多年並不斷升級完善,雖然數據表現不及直噴,但勝在穩定可靠,而且成本較低。


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普通多點噴射發動機的噴油器是裝在進氣歧管上的,汽油在歧管內開始混合,然後再進入到汽缸中燃燒。由於汽油跟空氣是在進氣歧管內混合,那麼他們只能均勻的混合在一起,所以必須達到理論空燃比才能獲得較好的動力性和經濟性。缸內直噴發動機,應用了稀薄燃燒技術,就是說它在正常工作情況下的空燃比要大於理論空燃比,混合氣濃度比普通電噴發動機更低。混合氣濃度降低了,那麼經濟性也隨之提高,跑同樣的路,應用稀燃技術的發動機就會更省油。要獲得更好的點火和燃燒條件,就必須把燃油直接噴射到汽缸中去,實現分層燃燒。通過對燃燒室內部形狀的設計,讓混合氣能產生較強的渦流使空氣和汽油充分混合。然後使火花塞周圍區域能有較濃的混合氣,其他周邊區域有較稀的混合氣。這樣才能在保證在順利點火的情況下儘可能的實現稀薄燃燒,這種在不同區域擁有不同混合氣濃度的燃燒技術叫做分層燃燒技術。這種直接向汽缸內噴射汽油的技術就叫缸內直噴技術,就是FSI。FSI的設計目的並不是為了提高多少輸出功率。他的核心功能是節油和環保——————明白啦?


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電噴,其實就是發動機電子燃油噴射控制,主要是跟傳統的化油器對比的,好處當然是顯而易見的了,現在生產的所有的車都已經是電噴控制了。他是一種控制系統,就如同你的電腦用的程序原來用的是機器碼,現在用的是XP系統。直噴,燃料直接噴射,是和進氣管噴射對比的。是一套燃料供給系統的分佈。主要看噴油嘴按在什麼地方,直噴就是和柴油機差不多的那種,噴油嘴直接通在燃燒室(進氣門裡面),而一般的車多半都是在進氣道(進氣門前面)所以說,電噴和直噴是不能混為一談的。不過針對目前市面上一般的轎車來將,一般電噴系統不一定是直噴,但是直噴一定是電噴系統。熄火可能和油改氣有關係,有可能涉及到車載電腦的程序,但是換擋肯定沒有關係,可能是別的故障。至於改氣花費的問題,其實不必在意,無非是零部件質量一些小問題,不會有太大的問題。


縱橫車談


電噴,就是發動機電子燃油噴射控制。直噴,燃料直接噴射,是和進氣管噴射對比的。是一套燃料供給系統的分佈。電噴和直噴是不能混為一談的。不過針對目前市面上一般的轎車來將,一般電噴系統不一定是直噴,但是直噴一定是電噴系統。


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