02.21 不瞭解奔馳渦輪增壓發動機低速早燃的問題,車恐怕要大修


何為低速早燃LSPI,LSPI的元兇是燃燒室中的燃油機油混合液體的小液滴或小顆粒,它們在正常點火之前就被點燃,從而導致不受控燃燒的發生。這種燃燒會造成發動機壓力的異樣峰值,最終損害發動機,說的簡單點,直噴缸內的高壓霧化高溫環境導致了機油被異常壓燃。

早燃的破壞實際發生在我們身邊,本田的機油增多事件、CRV直噴發動機的退市、沃爾沃的燒穿活塞。


不瞭解奔馳渦輪增壓發動機低速早燃的問題,車恐怕要大修

早燃有三因一論:

1、高壓霧化在低速區的加劇混合發動機在低轉速時讓燃油和機油有更多的反應時間來引發自燃。

2、高壓霧化汽油與潤滑油混合缸內直噴將燃油直接噴射到氣缸壁,側置噴油器尤為明顯。

3、渦輪技術的引入除了GDI以外,汽車製造商還在進一步挖掘渦輪發動機的潛力,以收集原本會散失在尾氣中的能量。而GDI和渦輪增壓器又可互補使用(統稱TGDI技術),TGDI技術已經受到了汽車製造商的青睞。渦輪增壓提高了燃燒室的溫度,壓力。

油滴理論:高壓噴射到缸壁的燃料與機油混合稀釋,從氣缸壁上被活塞環颳起飛濺到燃燒室。而燃油稀釋過的機油滴更容易揮發,閃點溫度急劇降低,極易引發燃燒室內混合氣的提前點火。


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氣門後積碳沉積物。直噴噴咀的內置方式是不同於自然吸氣發動機的,進氣門不在會受汽油的清潔再度保持乾淨,沉積物主要成分也是機油添加劑中的主要成分,機油奔馳的自身蒸發在加上因活塞環密封不嚴導致的曲軸箱過高壓力作用,沉積加劇並且會局部脫落掉入缸內研磨缸壁,氣門的沉積造成缸內的物理傷害。對整個發動機的燃燒過程也是破壞性的。

直噴引擎燃燒形式的也發生了變化,在石油危機後發動機的電子控制越來越先進,包括直噴的出現,在滿足燃油經濟性和更高的功率的背景下出現了稀薄燃燒形式,過程中空氣相對燃油是過量的,使用了更少的燃油達到更高的功率就起到了節油的作用。但也出現一些問題,在稀薄燃燒過程中由於空氣過量問題氮氧化物會超標,三元催化並不能解決超標的氮氧化物,三元催化只有在過量空氣係數等於1是才能出現好的轉化效率,均質燃燒理論正是在這種背景下誕生。

現今的直噴發動機的燃燒過程一種等比例均質燃燒過程,發動機在低、中負荷下處於均質燃燒過程,過程中空氣的進入當量、平順穩定作為燃燒過程的主要依賴,沉積過多的積碳恰恰打破了這個平衡。

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正時鏈對發動機運行至關重要。正時鏈連接發動機曲軸與凸輪軸,協調氣門正時。正時必須精確,才能確保進氣閥和排氣閥根據活塞位置進行開啟和關閉。直噴發動機固有的特殊條件可導致發動機正時鏈過早地受到快速磨損。正時鏈的鏈節和銷軸經過這種快速磨損後,正時鏈將會被明顯拉伸,進而影響到其精確正時功能,並將進一步發動機的運行,甚至造成嚴重損壞。正時鏈快速磨損與GDI發動機燃燒所產生的特有碳燃燒產物息息相關。也被稱為GDI煙炱。

至於直噴煙炱來自哪裡?為產生更大的功率和轉矩,發動機改變了燃油進入發動機的方式,從而形成了與進氣道燃油噴射(PFI)發動機不同的燃燒環境。 燃油直接噴射進入燃燒室,可導致燃油和空氣混合不均勻,產生不完全燃燒產物。燃油過量的區域可產生GDI煙炱。當GDI煙炱與不完全燃燒產生的酸和稀釋燃 油混合時,就會汙染髮動機油,削弱潤滑油對正時鏈的保護作用。上圖就是個案例。由於機油的選擇錯誤加上FSI發動機的工作特徵鏈條明顯拉長。


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