看完这篇,才知道看似简单的喷油方式问题,一点都不简单

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看完这篇,才知道看似简单的喷油方式问题,一点都不简单

Author / 蟹爪朝天


今天我们来了解一下关于喷油

很多车友会问

喷油有什么好了解的

不就是从油嘴将油喷出吗

难道还能喷出花吗

这位同学

你说对了

看了接下来的内容

你会认为

真的可以喷出花的


铃木双喷嘴


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为每个进气门设置一个喷油嘴的优点是可以让喷油嘴距离气门更近,这样就可以让油气雾化更好、缸温更低,也就可以使用更高的压缩比了。


歧管喷嘴


由于早期引擎的喷油压力一般都较小,为了让喷射出的油气能和空气充分混合,需要将喷油嘴设置在进气歧管上。当油气和空气充分混合后再进入缸内。


分层燃烧


通常认为,空气燃料质量比为14.7:1时的燃烧状况最好。但为了减少燃料消耗,更合适的做法是在引擎负载较小时加大节气门开度(降低泵气阻力)、减小喷油浓度。


在分层喷油过程中,喷油嘴分几次将适量的油喷入缸内。在活塞刚开始下行时喷油较少,在活塞下行的后期喷油较多,使缸内的油气浓度分布为靠近火花塞的上部较浓、远离火花塞的下部较稀。


分层稀薄燃烧的油耗优势主要体现在低负载时,其缺点主要是过量的氧气在高温高压环境中和氮发生反应,产生出NOx污染物。


三菱GDI引擎


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GDI系列引擎从1996年开始装车,其成果是让油耗减少了20%-35%、让二氧化碳排放量减少了20%左右。GDI的稀薄喷油技术是通过分层和高压的方式,让让引擎负载较小时的空燃比稀至40:1。


使用了高压喷油系统后,GDI引擎将喷油嘴设置在了缸内。在每个吸气冲程中进行2次喷油,其中第一次预喷油可以降低缸温、提高VE、抑制爆震倾向。因此,GDI引擎的压缩比为12.5:1。


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角度较为垂直的进气门和凹顶活塞共同在缸内产生出了较好的滚流,让油气浓度主要集中在顶部火花塞附近。


雷诺IDE燃烧


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雷诺稀薄燃烧的主要方式是提高EGR废气再循环的比例(共油3种可用比例,最大为25%)。绝大部分的废气是没有氧气没有油气几乎不可燃的,但浓喷油状态下的废气中,可能还含有少量的可用油气。


提高废气再循环的强度其实就相当于降低了填充效率、减弱了气门重叠。所以在在低负载时为了减少油耗,可以适度提高废气再循环强度。


在废气比例很高的情况下如何保证点火呢?IDE引擎将火花塞和喷油嘴(西门子100bar)设置的很近。火花塞直接处于喷油路径中。


提高废气再循环的一个优势是可以利用废气的流速减少进气阻力。缺点是缸温较高、动力较弱。


阿尔法JTS引擎


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JTS引擎的设计方向主要是提高动力。2.0排量下的表现为165匹、152磅英尺。主要使用于阿尔法1.9、2.2、3.2引擎中。压缩比为11.3:1。


由于其稀薄燃烧状态只适用于1500转以内的工况中,所以这一系列引擎的气门角度较平,活塞顶也较平,这样可以让进气更顺畅。


奔驰CGI引擎


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常规的引擎中,常用活塞顶的形状引导进气流及油气流。


而在CGI引擎中,活塞顶的引导作用很小。如图,喷油嘴中心有可膨胀的压电晶体和可移动的针球结构。可以通过电路控制晶体体积,进而控制喷嘴前类球体的伸缩。


这样就可以控制油气喷出后所形成的空心锥型油气团的分布了。在200bar的喷油压力下,被喷到缸壁上的油气量非常少,这就提高了油气利用率,也减弱了湿壁现象。


CGI的优势是可以在更大的转速范围内实现分层喷油。其中3.5 V6引擎可以在3800转内分层喷油,M274引擎可以在4000转内分层喷油。在超过这一转速后的200转内,可以在吸气冲程中均匀喷油,并在压缩冲程中再进行多次小量喷油。


丰田D-4S引擎


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在低转速大负载的工况下,缸内喷油存在着明显的缺陷。即:喷出的油气和空气的混合不充分。在进气流速较低(转速较低)的情况下,这一问题更为突出。


虽然可以通过缸内滚流、旋流的设计弥补这一问题,但在高转速时填充效率VE会因此降低。混合气的不稳定表现在驾驶层面上主要是扭矩的不稳定。


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为解决这一问题,丰田在2GR-FSE和FA20引擎上同时使用了歧管和缸内两种喷油方式。在低转速高负载工况下,大部分喷油量由歧管喷油嘴完成,少部分喷油量由缸内喷油嘴完成。


在2GR-FSE引擎的标定中,2600转以上的喷油全部由缸内喷油嘴完成。


水喷系统


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为了降低缸温、抑制爆震、提高VE、提高动力、降低废气中的NOx和CO,可以在进气歧管上设置喷水嘴。


1978年萨博的水喷系统可以让涡轮压力从0.7bar提高到1.2bar。2016年M4 GTS也使用了水喷系统。5L的水箱、3个水喷嘴、10bar压力的水雾。


这个系统可以让进气温度从70°C降低到45°C,涡轮压力从1.3bar提高到1.5bar。


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