看完這篇,才知道看似簡單的噴油方式問題,一點都不簡單

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看完這篇,才知道看似簡單的噴油方式問題,一點都不簡單

Author / 蟹爪朝天


今天我們來了解一下關於噴油

很多車友會問

噴油有什麼好了解的

不就是從油嘴將油噴出嗎

難道還能噴出花嗎

這位同學

你說對了

看了接下來的內容

你會認為

真的可以噴出花的


鈴木雙噴嘴


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為每個進氣門設置一個噴油嘴的優點是可以讓噴油嘴距離氣門更近,這樣就可以讓油氣霧化更好、缸溫更低,也就可以使用更高的壓縮比了。


歧管噴嘴


由於早期引擎的噴油壓力一般都較小,為了讓噴射出的油氣能和空氣充分混合,需要將噴油嘴設置在進氣歧管上。當油氣和空氣充分混合後再進入缸內。


分層燃燒


通常認為,空氣燃料質量比為14.7:1時的燃燒狀況最好。但為了減少燃料消耗,更合適的做法是在引擎負載較小時加大節氣門開度(降低泵氣阻力)、減小噴油濃度。


在分層噴油過程中,噴油嘴分幾次將適量的油噴入缸內。在活塞剛開始下行時噴油較少,在活塞下行的後期噴油較多,使缸內的油氣濃度分佈為靠近火花塞的上部較濃、遠離火花塞的下部較稀。


分層稀薄燃燒的油耗優勢主要體現在低負載時,其缺點主要是過量的氧氣在高溫高壓環境中和氮發生反應,產生出NOx汙染物。


三菱GDI引擎


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GDI系列引擎從1996年開始裝車,其成果是讓油耗減少了20%-35%、讓二氧化碳排放量減少了20%左右。GDI的稀薄噴油技術是通過分層和高壓的方式,讓讓引擎負載較小時的空燃比稀至40:1。


使用了高壓噴油系統後,GDI引擎將噴油嘴設置在了缸內。在每個吸氣衝程中進行2次噴油,其中第一次預噴油可以降低缸溫、提高VE、抑制爆震傾向。因此,GDI引擎的壓縮比為12.5:1。


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角度較為垂直的進氣門和凹頂活塞共同在缸內產生出了較好的滾流,讓油氣濃度主要集中在頂部火花塞附近。


雷諾IDE燃燒


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雷諾稀薄燃燒的主要方式是提高EGR廢氣再循環的比例(共油3種可用比例,最大為25%)。絕大部分的廢氣是沒有氧氣沒有油氣幾乎不可燃的,但濃噴油狀態下的廢氣中,可能還含有少量的可用油氣。


提高廢氣再循環的強度其實就相當於降低了填充效率、減弱了氣門重疊。所以在在低負載時為了減少油耗,可以適度提高廢氣再循環強度。


在廢氣比例很高的情況下如何保證點火呢?IDE引擎將火花塞和噴油嘴(西門子100bar)設置的很近。火花塞直接處於噴油路徑中。


提高廢氣再循環的一個優勢是可以利用廢氣的流速減少進氣阻力。缺點是缸溫較高、動力較弱。


阿爾法JTS引擎


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JTS引擎的設計方向主要是提高動力。2.0排量下的表現為165匹、152磅英尺。主要使用於阿爾法1.9、2.2、3.2引擎中。壓縮比為11.3:1。


由於其稀薄燃燒狀態只適用於1500轉以內的工況中,所以這一系列引擎的氣門角度較平,活塞頂也較平,這樣可以讓進氣更順暢。


奔馳CGI引擎


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常規的引擎中,常用活塞頂的形狀引導進氣流及油氣流。


而在CGI引擎中,活塞頂的引導作用很小。如圖,噴油嘴中心有可膨脹的壓電晶體和可移動的針球結構。可以通過電路控制晶體體積,進而控制噴嘴前類球體的伸縮。


這樣就可以控制油氣噴出後所形成的空心錐型油氣團的分佈了。在200bar的噴油壓力下,被噴到缸壁上的油氣量非常少,這就提高了油氣利用率,也減弱了溼壁現象。


CGI的優勢是可以在更大的轉速範圍內實現分層噴油。其中3.5 V6引擎可以在3800轉內分層噴油,M274引擎可以在4000轉內分層噴油。在超過這一轉速後的200轉內,可以在吸氣衝程中均勻噴油,並在壓縮衝程中再進行多次小量噴油。


豐田D-4S引擎


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在低轉速大負載的工況下,缸內噴油存在著明顯的缺陷。即:噴出的油氣和空氣的混合不充分。在進氣流速較低(轉速較低)的情況下,這一問題更為突出。


雖然可以通過缸內滾流、旋流的設計彌補這一問題,但在高轉速時填充效率VE會因此降低。混合氣的不穩定表現在駕駛層面上主要是扭矩的不穩定。


看完這篇,才知道看似簡單的噴油方式問題,一點都不簡單


為解決這一問題,豐田在2GR-FSE和FA20引擎上同時使用了歧管和缸內兩種噴油方式。在低轉速高負載工況下,大部分噴油量由歧管噴油嘴完成,少部分噴油量由缸內噴油嘴完成。


在2GR-FSE引擎的標定中,2600轉以上的噴油全部由缸內噴油嘴完成。


水噴系統


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為了降低缸溫、抑制爆震、提高VE、提高動力、降低廢氣中的NOx和CO,可以在進氣歧管上設置噴水嘴。


1978年薩博的水噴系統可以讓渦輪壓力從0.7bar提高到1.2bar。2016年M4 GTS也使用了水噴系統。5L的水箱、3個水噴嘴、10bar壓力的水霧。


這個系統可以讓進氣溫度從70°C降低到45°C,渦輪壓力從1.3bar提高到1.5bar。


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