新浪汽车讯 介绍完混合动力车型,让我们来进一步了解最新的技术名词,比如这里要讨论的燃油直喷发动机,为了让汽车引擎达到更强的输出与更高的燃油经济性,各家车厂一直致力于新科技的开发,而除了相当广为人知的气门技术、增压手段之外,近年来又流行起了缸内直喷技术,并得到各家车厂的青睐。究竟这译自于“Direct Injection”的新玩意与目前广泛使用于量产车引擎供油系统中的进气歧管油气混合技术Multi-Point Injection有何不同,其技术特色到底如何呢?
在构造上,传统多点喷射系统的喷油嘴是位于进气歧管前方,在引擎需要供油时,由计算机计算出最佳的供油量并与进入引擎的空气混合后,经由进气阀门到达汽缸内部,并进行压缩、爆炸等动作。至于缸内直喷系统,则是将喷油嘴置于汽缸内部,其特色在于引擎燃油的取得不需要经过气门的开启,而能够藉由计算机主动控制喷油时间、压力与喷射量。与传统喷射系统相较,缸内直喷不受限于传统机械构造的进气方式,而且能够依照引擎所需随时调整空燃比例等特点,均使其表现拥有无限的想象空间。
图为燃油直喷系统
众所皆知,内燃机在一般工作状态中所需的理想油气比例为1:14.7,这种调配是传统化油器的专长,不论天候、温度,永远进行着一成不变的工作。然而在少数状态下如冷车启动、怠速运转、急加速或低气压环境等,这样固定的供油方式实际上并无法全面满足引擎的运转需求,甚至可能因而产生黑烟、燃烧不全与马力不足等状况。至于喷射供油系统,则相对显得智能许多,其中枢系统会随时侦测引擎温度、进气流量、转速变化、震动状况,并依照实际需求调整供油量与点火时间,因此在动力输出、燃油经济与排污表现上可以取得相当不错的平衡。
但是由于引擎构造的先天限制,喷射引擎所吸进油气的时间只有在气门开启状态下才能进行,故行车计算机所能控制的因子其实也相当有限。直到缸内直喷系统问世后将喷油嘴内移到汽缸内部后,才开启了全新的视野,其能直接由计算机主动决定喷油时机与份量,至于气门则仅看管“纯空气”的进入时程,两者则是在进入到汽缸内才进行混合的动作。
也由于油、气的混合空间、时间都相当短暂,故缸内直喷系统的喷油嘴必须辅以高增压系统,以大幅提高燃油的喷射压力与效率,并达到高度雾化的效果,期有更佳的混合表现。此外,缸内直喷系统的燃烧室、活塞也大多具有特殊的导流槽,以供油气在进入燃烧室后能够产生气旋涡流,藉以提高混合油气的雾化效果与燃烧效率。
在构造改变之后,供油动作已完全独立于进门与活塞系统之外,中央计算机也因而拥有更多的主导权。于是乎,超乎传统喷射理论的稀薄燃烧与更多元的混合比便得以发生。
在稳定行进或低负载状态下,采用缸内直喷设计的引擎得以进入Ultra lean(精实)模式。在此设定下,引擎于进气行程时只能吸进空气,至于喷油嘴则在压缩行程才供给燃料,以达到节约效果。根据实际测试,其最高能达到1:65的油、气比例,除了节能表现相当惊人,整体动力曲线也能够维持在相当高的平顺程度。然而本模式由于会产生相当大量的NOx(硫化物)与高温气体,所幸在近期由于技术与材料科学的突破,故也已得到相当程度的解决。
图为奥迪2.0升TFSI直喷发动机
常见的燃油直喷技术
大众/奥迪 FSI/TSI/TFSI/T FSI
代表车型:明锐(参数配置 图库)、迈腾(参数配置 图库)、奥迪A4(参数配置 图库)
3.2升的奥迪A6(参数配置 图库)L的百公里油耗仅为11升。这要归功于FSI发动机的缸内直喷技术。FSI发动机与传统发动机相比,最大的亮点在于发动机的经济性提高了15%。奥迪FSI增加了火花塞点燃式发动机的扭矩和输出,与常规的点燃式发动机相比,FSI可将燃油直接喷入燃烧室,从而增大了输出功率并降低了燃油消耗。但是奥迪的FSI由于中国的汽油使用硫提纯,所以在燃烧的过程中会产生大量的剧毒硫化物而取消了缸内置喷技术中关键的分层燃烧技术,而改作均质燃烧技术,造成一定的技术缩水。但不可否认,FSI仍然是同类发动机中的佼佼者之一,代表了大众在中国的技术地位。
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