缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的特殊之處在于它的噴油嘴直接設(shè)置在氣缸內(nèi),燃油被直接噴射到氣缸內(nèi),與空氣進(jìn)行混合,既有動力,也能省油。那么為什么缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)容易積碳?缸內(nèi)直噴的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
(1)缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)容易積碳的原因:
1、發(fā)動機(jī)對環(huán)保要求非常嚴(yán)格,曲軸箱中的廢氣不允許排放到大氣中,必須回收利用,這就有了曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置。
曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置會將部分機(jī)油蒸汽帶入進(jìn)氣歧管,這部分機(jī)油蒸汽在進(jìn)氣歧管中沉積就會形成積碳。在岐管噴射的發(fā)動機(jī)中,進(jìn)氣歧管中充滿汽油蒸汽,而汽油可以溶解機(jī)油,可以避免機(jī)油在進(jìn)氣歧管中的沉積,也可以將機(jī)油沉積物溶解清除;而缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中是純空氣,不能溶解機(jī)油,所以在進(jìn)氣歧管中的積碳會更多。
2、歧管噴射發(fā)動機(jī)噴油嘴噴出的汽油一般都噴射在進(jìn)氣門的前面,對進(jìn)氣門有很好的清潔作用。而缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)噴油嘴將燃油直接噴入氣缸,自然沒有此功能,所以缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)一般在進(jìn)氣門處積碳特別嚴(yán)重。
3、缸內(nèi)直噴與岐管噴射相比,燃燒室的溫度更低,特別是在低速行駛和發(fā)動機(jī)冷啟動階段,最容易在燃燒室中產(chǎn)生積碳,而我國大部分家庭轎車都在這樣的工況下工作,所以積碳問題就更嚴(yán)重。
(2)缸內(nèi)直噴的優(yōu)缺點(diǎn)
1、優(yōu)勢
在大負(fù)荷或者全油門的工況之下,是不是缸內(nèi)直噴的發(fā)動機(jī)需要消耗的燃油其實(shí)相差不大。而在低負(fù)荷工況時,缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)才充分體現(xiàn)出來。缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)可根據(jù)負(fù)荷來決定噴油量,在低負(fù)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(nèi)的其他部分都是純凈的空氣。
區(qū)別于以往油氣混合體均勻分布的狀態(tài),缸內(nèi)直噴可以控制噴油嘴,在活塞壓縮行程達(dá)到最高點(diǎn);火花塞點(diǎn)火前的瞬間才開始噴油。而且在燃燒時空氣層隔絕了熱,減少了熱量向汽缸壁的傳遞,從而減少了熱量損失提升了發(fā)動機(jī)熱效率。
2、缺點(diǎn)
同樣,缸內(nèi)直噴這種先進(jìn)的燃燒技術(shù)也會帶來一些負(fù)面影響。因?yàn)樵诘拓?fù)荷工況下,會產(chǎn)生相當(dāng)大量的NOx(氮氧化物)與高溫,這樣對于三元催化器的要求會很高。但是按照現(xiàn)在一些已經(jīng)采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)動機(jī)來看,這個問題已經(jīng)得到解決。
缸內(nèi)直噴技術(shù)對于一些硬件設(shè)施也要求很高,例如需要配備高壓噴油嘴,以提高油氣的霧化程度與混合效率;缸內(nèi)直噴系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)除了在材質(zhì)上更加講究,而且為了分層燃燒時控制氣體的流向,就連活塞、燃燒室形狀也都需要特別設(shè)計(jì);最最重要的一點(diǎn),缸內(nèi)直噴需要穩(wěn)定品質(zhì)的高標(biāo)號燃油,這也是在國內(nèi)推廣需要克服的難點(diǎn)之一。
其實(shí)說到最后,人們對于缸內(nèi)直噴技術(shù)這種擁有的自主噴油控制能力,能夠使發(fā)動機(jī)在各種工作狀況之下都擁有最高效的燃油利用率。在燃油消耗差別不大的情況下,馬力提升大概都能在10%左右的技術(shù),并沒有太多拒絕的理由。