03.03 汽車供油方式哪種最好,最省油?

謊言那麼真


我們國家在2000年以後,所有的汽車都禁止再使用化油器的供油方式,而發動機的供油方式基本就是從開始的化油器,發展到機械式噴油。它是通過發動機曲軸的動力去驅動油泵工作,然後待燃油達到一定壓力後,再由噴油嘴噴射燃油。

當然,機械式噴油的歷史過程比較短,它的缺點就是油氣混合氣在發動機內部的整個行程和化油器較為類似,也是需要經過較長的一段路程才能被噴入到氣缸內部。雖然機械式噴射可以比化汽油更加精準的控制燃油,但效果依舊不如人意,所以後來隨著汽車電控技術的發展,這才有了電控燃油噴射技術的出現。

電控燃油噴射技術一開始是單點噴射,也就是發動機的幾個氣缸共享一個噴油嘴,噴油嘴噴射的燃油在形成油氣混合氣後,會在進氣壓力的作用下來到各個氣門位置,最終進入氣缸。

這種噴油方式一聽就能想象到,它很容易造成每個氣缸之間的噴油量和油氣濃度不一致,同時油氣混合氣的行程同樣很長,而且也無法準確控制油氣混合氣抵達每個氣缸的時間,因此後來多點電噴技術便由此誕生了。

不過隨著發動機技術的不斷髮展,以及人們對燃油經濟性以及節能排放越來越高的追求,我們又在多點電噴的基礎上迎來了缸內直噴的技術發展 。直到現在,整個家用車領域的發動機供油系統,主要就由“多點電噴”和“缸內直噴”兩種供油方式所主導。

那麼壹車熱評今天的文章,就將多點電噴(歧管噴射)VS缸內直噴進行詳細對比與介紹。

多點電噴:

我們也把它成為“歧管噴射”,它是在每個進氣歧管的末端旁設置一個噴油嘴,行車電腦在根據我們踩油門控制的節氣門開口角度與速度信息,計算出此刻的噴油量,然後控制噴油嘴噴射燃油。

多點電噴比起它的前輩們來說,它最顯著的優點就是將油氣混合氣在進氣歧管內的行程距離大大縮短,這樣就可以讓ECU非常精準的控制噴入氣缸內的燃油噴射量,以及噴射和點火的時間控制,保證了每個氣缸之間的油氣濃度和噴射量基本一致,大大提高了燃油的燃燒效率,可以讓發動機更好的發揮出自己應有的動力輸出性能,並且提高發動機的燃油經濟性。

缸內直噴:

缸內直噴就是把多點電噴的噴油嘴位置,從進氣歧管的氣門旁,直接移到了氣缸內部,多點電噴是進氣門打開的同時,噴油嘴噴射燃油,然後油氣混合氣再一起進入到氣缸內部,而缸內直噴則是在空氣由進氣門進入到氣缸內後,節氣門關閉,此時噴油嘴開始噴射燃油。

也正是由於缸內直噴的供油方式在噴油時節氣門基本處於關閉狀態,因此缸內直噴發動機氣缸內部的氣壓會比多點電噴更大,因此噴油嘴就需要用更大的噴射力量才能將燃油順利噴出。

這樣做的好處是可以讓燃油在噴射後達到更大的霧化性,可以讓燃油與空氣充分混合,提高燃油在氣缸內的燃燒效率,同時ECU還可以根據氣缸內的燃燒狀態,採用多次控制噴油的方式,控制每次的噴油量,採取分層燃燒等方式讓燃油燃燒的更加充分。因此缸內直噴發動機的熱效率就要更優於多點電噴,它的動力輸出和燃油經濟性也要比多點電噴更優秀。

那麼在詳細介紹完多點電噴和缸內直噴的供油方式原理之後,我們再來分析這兩種供油方式究竟有哪些具體的優缺點?

多點電噴:

多點電噴雖然比它的前輩們在燃油經濟性方面、噴油量控制方面、油氣混合氣的路徑方面等有了很大的進步,但多點電噴的噴油嘴畢竟還是在進氣歧管中,它需要首先噴射燃油和進氣歧管內的空間進行混合後,才能進入到氣缸內進行燃燒做功。

因此在這個過程中,多點電噴的燃油或多或少依舊會被附著在進氣歧管的管壁上,這就讓多點電噴發動機在面對需要急加速的時候,ECU無法更加準確的控制每個氣缸的燃油噴射量,也就是在加速過程中的油氣混合比例不如在勻速時控制準確。

此外,多點電噴的發動機無法像缸內直噴發動機那樣,做到過大的氣缸壓縮比。原因就是多點電噴的燃油在進入氣缸前,它基本已經和空氣形成了較為均質的可燃混合氣,那麼我們應該知道在四衝程發動機的四個衝程中,除了做功衝程(也叫點火衝程)會點燃油氣混合氣以外,在壓縮衝程的過程中,活塞在往氣缸上止點運行時,可燃混合氣會被壓縮成高壓高溫狀態。

如果將多點電噴的發動機做成高壓縮比的話,那在壓縮衝程的過程中就很可能出現可燃混合氣提前燃燒的問題,這就會導致發動機的爆震現象,而爆震問題則會對發動機帶來傷害,而且如果你使用的又是抵抗爆性的低標號燃油,這種爆震現象還會更加明顯。

缸內直噴由於是先進氣,然後關閉進氣門,再根據進氣量噴射燃油,那麼這類發動機在點燃可燃混合氣之前基本沒法達到均質狀態,然後我們再通過壓縮衝程強行將可然混合氣進行充分混合,這個過程就可以有效避免可燃混合氣出現提前自燃的問題。當然,對於一些渦輪增壓發動機來說,即使它採用的是缸內直噴,但由於渦輪增壓發動機的工作溫度會很高,因此這類發動機依舊可能出現可燃混合氣提前燃燒的問題。

不過我們可以通過提前噴油,利用燃油從液體轉換為氣體的原理,提前帶走部分可燃混合氣的熱量,降低可燃混合氣在壓縮衝程過程中的溫度,從而避免提前自燃的現象發生。所以有時候雖然你購買了小排量的缸內直噴渦輪增壓發動機,但在實際駕駛過程中,你發現這個發動機好像並沒有想象中的那麼省油,原因就在這裡。

話題有點跑偏,所以結合多點電噴發動機對壓縮比的要求,如果你仔細觀察的話,多點電噴發動機的壓縮比一般到10.5就頂天了,而缸內直噴發動機則可以做到11以上,甚至是13。此時有些讀者就別拿馬自達的發動機來較真了,有時候馬自達的技術在所有車企裡面就屬於另類的存在。

此外,多點電噴也正是得益於它的噴油時間是和節氣門同時配合的,而且噴油嘴的角度也是基本對著節氣門背面,因此在噴油的時候,燃油會對節氣門的背面積碳起到一定的沖刷效果。所以我們可以看到多點電噴發動機的積碳形成幾率,往往要遠低於缸內直噴發動機,而且由於多點電噴的油氣混合是在進入氣缸前就已完成,因此它在抵達氣缸內時的油氣混合程度,就會比缸內直噴更加均勻。

缸內直噴

如果用相對的角度來分析,多點電噴的一些優點其實就是缸內直噴的缺點,而多點電噴的缺點可能也正好是缸內直噴的優點,譬如前面說的壓縮比問題和油氣混合均勻等問題。

缸內直噴由於燃油噴射的霧化度更高,它的油氣混合程度會由於多點電噴,但它的噴油和進氣不是同步進行,所以在氣缸內它的整個油氣混合氣的均勻程度沒有多點電噴那麼好。得益於這個缺點,缸內直噴才可以採用什麼分層燃燒,稀薄燃燒等技術,可以採用壓縮比更高的發動機,這些又可以讓缸內直噴發動機具有更高的熱效率,當然也具有更好的燃油經濟性。

此外缸內直噴供油一般又分為: 氣流引導型、壁面引導型和噴霧引導型三種。

噴霧引導型的缸內直噴是將噴油嘴置於氣缸頂部中間位置,我們也叫它為“中置噴油”,而氣流引導型和壁面引導型則是將噴油嘴置於氣缸一側,也就是噴油嘴斜著往氣缸內噴射燃油。

這三種不同類型的直噴方式,主要還是從缸內的氣流量和氣流的流動性,對噴油後形成的可燃混合氣比例,以及對燃燒火焰的穩定控制等方面去進行設計的,但從設計角度來說中置噴油可以更有利實現分層燃燒的技術,只是不同車企的缸內直噴的技術層次不同,因此他們能在發動機上所運用的技術也不相同。

如果要細讀缸內直噴的話,我們在購車時就不能因為銷售說某款發動機是缸內直噴,就簡單的認為它的技術就一定比多點電噴發動機優秀,或者就一定比其他品牌力弱的的缸內直噴發動機更先進,這是不同的概念。

最後,缸內直噴發動機由於可以做到較高的壓縮比,因此它比多點電噴在燃油標號方面的要求就要更高一些,對發動機供油系統的部件要求也更高,這也會間接增加我們的用車成本。同時,缸內直噴由於它的噴油方式和多點電噴不同,因此它在氣門位置的積碳形成幾率也要比多點電噴更高,而且缸內直噴發動機在目前還有一個屬於“孃胎自帶”的屬性缺點,那就是機油裡汽油味問題,往嚴重的說我們也可以稱它為“機油增多”問題。

最著名的例子就是本田的1.5T缸內直噴發動機的“機油門”事件。

關於這個話題壹車熱評稍微解釋一下,主要原因是由於缸內直噴的燃油噴射壓力要遠大於多點電噴(具體數值壹車熱評不喜歡舉例,說了讀者也多半記不住,你們只要記住這個結論就行了),因此無論缸內直噴的燃燒有多充分,它都會有一些燃油會被噴到氣缸壁上,形成所謂的“溼壁效應”,然後活塞在做衝程的過程中,活塞環又會把這些未燃燒掉的燃油刮入到曲軸箱內。

大多數的缸內直噴發動機的解決辦法,都會在曲軸箱內部設計一個曲軸PVC閥,它會將曲軸箱內的氣體通過PCV閥導入進氣歧管,並有少量的空氣由空氣濾清器經PCV閥直接進入進氣歧管,這就避免了節氣門處結冰、燃燒不充分、排放惡化等現象。但如果這個曲軸箱的PVC閥結構設計有問題,排氣過程不順暢的話,那未被排出的燃油就會和機油混合在一起,這就是為什麼缸內直噴發動機的機油容易聞到汽油味的原因。然後日積月累就會讓曲軸箱內的機油量增加,因此就形成了本田1.5T缸內直噴發動機的“機油增多”問題。

雖然這個問題無法從根源上徹底解決,但想要緩解它也並不是特別困難,因為大多數車企都可以通過自己的技術去有效彌補缸內直噴的這個缺點,只不過本田嘛!這裡就不再多說了,否則又會有“日精”開始反噴了。

綜上所述,壹車熱評稀里嘩啦的寫了一大篇,希望讀者能通過這篇文章徹底瞭解缸內直噴和多點電噴的優缺點,同時也為自己今後購車時的選擇多一點理論知識。此外還有一種叫做混合噴射的方式,如果有時間壹車熱評將會詳細寫一篇相關的文章進行闡述。


壹車熱評


汽車噴油(供油)方式有兩種,省油為缸內直噴。

汽車發動機噴油方式有化油器、單點電噴、多點電噴、缸內直噴四種主流方式,其中化油器因對溫度過於敏感(在低溫時無法有效霧化燃油),需要原地熱車加溫後才能正常使用,而原地熱車不僅會消耗更多燃油同時也會造成燃燒不充分而增加排放,所以這種噴油方式已經被淘汰十幾年了,目前禁止生產。


剩下的單點電噴也已經被淘汰,所謂單電電噴指噴油嘴佈局在發動機進氣歧管的總管位置,整個供油系統只有一個噴油位。進氣歧管的結構如下圖所示,通過節氣門進入發動機的空氣會產生壓力,在總管位置霧化噴油後可以被空氣負壓吸入並混合,混合後分別送入各個氣缸。

但從結構圖也能看出缺點:四個進氣歧管的長度是長短不一的,可是在總管混合後的油氣混合濃度已經確定,那麼通過各個歧管進入氣缸內的混合油氣總量則會出現不一致,不同氣缸爆燃產生的動力也會出現很大的差異,這就導致了發動機運行不穩定並且不同氣缸會出現燃燒不充分。單點電噴比化油器是好了很多,因為電磁閥控制噴油嘴開合,依靠壓力進行霧化噴油不受低溫的影響,但是仍然有很大的改進空間,於是出現了多點電噴。


多點電噴至少在5年前左右還是主流技術,所謂多點指噴油嘴從總管位置移動到各個進氣歧管,且每個進氣歧管都有了一個噴油嘴。重點是進氣歧管的長度也“達成一致”,這樣就保證了各個氣缸進入的空氣量相同,進氣壓力相當且單獨面對合理的噴油則能更充分、更均衡、更有效的形成混合油氣。多點電噴發動機的運行穩定性以及燃燒充分程度遠勝單點電噴,自此多點電噴成為了主流的噴油技術,也成為了一定階段內的最節油供油系統。

但是內燃機的技術進步並沒有就此停滯,因多點電噴依靠進氣壓力攜帶霧化燃油進入氣缸後的混合程度並不非常均衡,在壓縮衝程中的蒸發效率仍不是非常高,如何解決這一問題則成為技術升級方向,解決的方式最終成為了缸內直噴。


缸內直噴供油顧名思義,噴油嘴會直接向燃油噴入發動機的氣缸,噴油嘴也要插入發動機氣缸內部。這種設計的好處至少有兩點,其一是提升燃油霧化噴射的效果,因為在進氣歧管霧化噴油如果壓力過大,燃油則會被噴射到歧管臂上導致燃油不能全部進入氣缸導致動力下降油耗升高;這也是多點電噴發動機蒸發效率低的原因,想象一下霧化噴油壓力小則燃油以液態狀態的水珠會大一些,壓力大則是霧氣濛濛的感覺。

缸內直噴技術不怕高壓噴油造成溼壁,因為即使高壓噴油導致部分濺在缸壁或活塞上,在壓縮過程中也能被高溫蒸發;所以直噴發動機能夠以更高的壓力噴油,在高壓下霧化程度更高,在高溫狀態下霧化燃油則能更快速的被蒸發。而實現了高效蒸發後則燃效效率也會提高,也就是動力會有一定的提升。那麼不要求動力提升則可以以消耗更少的燃油實現與多點電噴相同的動力,所以在性能相當的前提下,使用缸內直噴技術的車輛往往更節油,而油耗沒有優勢的直噴汽車一定性能更強。


總結:主流的噴油目前正是缸內直噴,技術的普及已經低至入門級7萬左右的國產汽車,10萬級的國產車普遍使用直噴渦輪增壓發動機,同級別的合資汽車仍多使用落後的多點電噴,到15萬左右才有品質理想的合資缸內直噴發動機,供參考。


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天和Auto


汽車噴油方式有很多,公認的汽車最好的供油方式是雙噴射系統。顧名思義就是汽車有兩種噴射方式,怠速和發動機低轉速或採用進氣歧管噴射,發動機大油門和高轉速時,切換成為缸內直噴。

懂車的朋友都知道,進氣歧管噴射和缸內直噴都有各自的優缺點。而雙噴系統強化了兩者的優勢,淡化了各自的劣勢。具體原因且聽我慢慢道來。

進氣歧管噴射

噴油器向進氣歧管噴油形成霧化混合氣。

優點:自帶清潔功能不易積碳。由於在進氣歧管噴油,油氣混合物直接通過氣門進入發動機。氣門常年能夠被汽油沖刷,氣門的清潔度得以保障。

技術成熟,成本低。對油品和噴油壓力要求不高。

缺點:由於汽油是噴在進氣道里的,因此有一部分汽油會附著在進氣歧管的管壁上,造成了浪費。

有時,油氣混合體不能完全進入到燃燒室,在進氣歧管內有存留,加上ECU受制於氧傳感器,調整噴油量反應會慢半拍,所以下次的混合氣體會出現汽油含量偏高的問題,導致燃燒不充分,降低了燃油經濟性。

缸內直噴

優點:缸內直噴能做到更高的噴射壓力,使燃油霧化更加細緻,與空氣的混合更加均勻,讓燃燒變得更加充分,進而降低油耗,增強動力。

噴油嘴在氣缸內,方便通過特別設計,讓油氣混合體充滿整個氣缸內,同樣讓燃燒變得更加充分。

按需噴油,不浪費。

缺點:結構複雜,易形成積碳;

對油品質要求更高,要求乾淨無雜質。

低負荷工況下產生大量的氮氧化物對三元催化器的要求比較高,排放法規方面的壓力更大。

綜上所述,機智的工程師們就把這兩種噴射方式結合起來,形成了混合噴射。

標定工程師們,通過標定策略,在低負荷工況採用歧管噴射,高負荷工況進行缸內直噴。導致了結構更加複雜,成本更高。


東吳水車大都督


1、化油器:

化油器是在發動機工作產生的真空作用下,將一定比例的汽油與空氣混合的機械裝置,是傳統的汽油發動機一直廣泛採用的燃油供給方式。但是常常會致使發動機經常處於不充分燃燒的狀態,尾氣排放中有害物質含量無法滿足日益嚴格的排放法規,同時會產生較高的油耗,現在已經逐漸被淘汰掉了。

2、單點電噴:

指只有一個噴嘴負責向各缸噴油,噴嘴位於未分成進氣歧管之前的進氣管上,其噴油量大小根據油門大小而定。由於進氣歧管長短不一,位置有遠近,因此噴入每個氣缸的混合油氣的量和時間都不一致,從而導致每個氣缸工作狀況有差異。有著結構簡單,成本較低的優點。

3、多點電噴:

噴射器安裝在每個氣缸的進氣管上,汽油的噴射是由多個地方(至少每個氣缸都有一個噴射點)噴入氣缸的。空燃比的控制比單點噴射更精確,可以根據正時進行噴油,對噴油量、噴油時刻進行精確控制,所以多點噴射發動機的排放更好,更經濟省油。

4、直噴:

指將噴油嘴設置在進排氣門之間,使高壓燃油直接注入燃燒室平順高效地燃燒。直噴的優點是在低負荷的時候才體現出來的,在低負荷時,噴油嘴只噴出最低限度的油量集中在火花塞的周圍,氣缸內的其他部分都是空氣。在燃燒的時候,空氣層會隔絕掉熱,能夠減少熱量向汽缸壁的傳遞,從而減少了熱量的損失,從而提升發動機的熱效率。

附:發動機缸內直噴的優點:

油耗量低,升功率大。空燃比達到40:1(一般汽油發動機的空燃比是14.7:1),也就是人們所說的“稀燃”。

機內的活塞頂部一半是球形,另一半是壁面,空氣從氣門衝進來後在活塞的壓縮下形成一股渦流運動,當壓縮行程即將結束時,在燃燒室頂部的噴油嘴開始噴油,汽油與空氣在渦流運動的作用下形成混合氣,這種急速旋轉的混合氣是分層次的,越接近火花塞越濃,易於點火作功。壓縮比高達12,與同排量的一般發動機相比功率與扭矩都提高了10%。


越野大視界


漢蘭達的2.0T DST發動機就是缸內直噴與雙歧管噴射二合一,起步階段缸內直噴給足動力,但容易積碳。啟動後改為雙歧管噴射,提高燃油經濟型,減少積碳。


JetSteven


汽油車有幾種噴射方式。

1.單點噴射優點是結構簡單,成本較低。缺點空燃比控制不如多點噴射發動機精確,排放標準較差。

2多點噴射,優點裡發動機可以採用順序噴射,因此空燃比的控制比單點噴射更準確,可以根據正時進行,對噴油量噴油時間精確把握。所以多點噴射發動機的排放更好,更經濟省油。缺點是結構比單點噴射覆雜,所以成本高。

另外多點噴射和直噴是一個道理,所謂多點噴射就是指每個氣缸有一個單獨的噴油嘴。直噴的意思就是汽油直接噴射在氣缸裡,就是說每一個氣缸對應一個噴油嘴。總的來說,多點噴射的技術比較成熟。


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