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閹割了分層燃燒，缸內(nèi)直噴還有啥優(yōu)勢(shì)

發(fā)布時(shí)間：2021-04-26 16:20:17 點(diǎn)擊次數(shù)：223

說(shuō)到缸內(nèi)直噴發(fā)起機(jī)，咱們榜首想到的應(yīng)該便是群眾的黃金動(dòng)力組合TSI+DSG。近幾年群眾憑借這一套黃金動(dòng)力組合和成功的造型規(guī)劃，登頂了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的銷量排行榜。

    可是，咱們僅僅知道缸內(nèi)直噴，卻不知道群眾在國(guó)內(nèi)的車型，閹割掉了缸內(nèi)直噴的孿生兄弟——分層焚燒。今天疆哥就帶咱們了解一下缸內(nèi)直噴和分層焚燒糾纏不清的聯(lián)系。

    1.什么是缸內(nèi)直噴

    傳統(tǒng)的發(fā)起機(jī)一般選用多點(diǎn)電噴技能，是指噴油嘴安裝在進(jìn)氣岐管中，汽油在進(jìn)氣歧管內(nèi)與空氣混合，構(gòu)成混合氣后再進(jìn)入氣缸焚燒。多點(diǎn)電噴沿用了十幾年，被一代又一代的優(yōu)化和改善，有成本低，制作維護(hù)便利，性能穩(wěn)定等長(zhǎng)處。

    而缸內(nèi)直噴，望文生義便是指噴油嘴安裝在發(fā)起機(jī)缸體上，汽油在火花塞焚燒前直接噴進(jìn)發(fā)起機(jī)氣缸。這種供油方式，汽油不需求先與空氣在岐管中混合，而是直接進(jìn)入氣缸中，在很短的時(shí)刻內(nèi)就要與空氣混合，做好焚燒前的準(zhǔn)備。因此，缸內(nèi)直噴對(duì)發(fā)起機(jī)的技能要求比較高。

    1）需求一套高壓油軌體系，這套體系能確保噴油壓力滿足高，可以在需求的時(shí)刻將滿足量的汽油在非常短的時(shí)刻內(nèi)精確的噴入到氣缸。

    2）需求一組精細(xì)的多孔噴油嘴，使汽油可以在高壓效果下敏捷霧化，滿意焚燒條件。

    3）活塞頂部的焚燒室形狀也必需要通過(guò)屢次的規(guī)劃優(yōu)化，使得噴入氣缸中的汽油運(yùn)用焚燒室的特殊形狀，構(gòu)成滾流，提高焚燒速率。

    可見，缸內(nèi)直噴無(wú)論是在規(guī)劃層面、制作層面以及電控方面，都要比多點(diǎn)電噴要求更高。

    2.缸內(nèi)直噴與分層焚燒的聯(lián)系

    普通的發(fā)起機(jī)在正常工作狀態(tài)下，氣缸內(nèi)的汽油與空氣混合充沛，均勻地散布在氣缸中的，這種焚燒方式為正常的均質(zhì)焚燒。正常均質(zhì)焚燒時(shí)，空氣和汽油的比例大概是14.7，這便是咱們所說(shuō)的規(guī)范空燃比。當(dāng)汽油比較稀時(shí)，實(shí)踐空燃比就大于規(guī)范空燃比，也便是空氣相對(duì)較多了。當(dāng)汽油稀到一定的程度時(shí)，混合氣就無(wú)法被點(diǎn)著，這便是焚燒的邊界條件。

    幻想一下，如果有一種技能，能在焚燒的那一會(huì)兒，讓火花塞附近的混合氣較濃，滿意焚燒邊界條件，而遠(yuǎn)離火花塞的混合氣較稀，焚燒時(shí)火花塞附近的混合氣先焚燒，火焰再傳播到遠(yuǎn)離火花塞的焚燒室空間。這樣一來(lái)，盡管整個(gè)焚燒室內(nèi)混合氣的平均濃度遠(yuǎn)低于焚燒邊界條件，可是混合氣仍然可以被點(diǎn)著。這種思路便是分層焚燒的核心原理。

    那么，要怎樣才能完成在焚燒的一會(huì)兒，火花塞附近的混合氣較濃，其余地方的混合氣較稀呢？多點(diǎn)電噴必定不行，因?yàn)槠蛧娚湓谶M(jìn)氣岐管中，在進(jìn)入氣缸前就已經(jīng)充沛混合了，混合氣進(jìn)入氣缸時(shí)便是均勻的了?；诖藫Q個(gè)思路，如果把噴油嘴直接安裝在氣缸內(nèi)，在焚燒前的一會(huì)兒朝著火花塞附近的方向噴油，讓汽油沒有充沛滿足的時(shí)刻跟氣缸內(nèi)的空氣完全混合，火花塞附近的混合氣較濃，而遠(yuǎn)離火花塞的混合氣較稀，這樣不就可以完成分層焚燒了！

    于是，缸內(nèi)直噴和分層焚燒就像是一對(duì)孿生兄弟相同，被規(guī)劃和制作出來(lái)。用一句話歸納兩者的聯(lián)系便是（請(qǐng)容我用辯證唯物主義的臺(tái)詞裝個(gè)逼）：缸內(nèi)直噴是分層焚燒的完成根底，而分層焚燒是缸內(nèi)直噴可以省油的重要手法。

    3.群眾在國(guó)內(nèi)為什么要閹割掉分層焚燒？

    因?yàn)榉謱臃贌趩挝谎h(huán)內(nèi)的噴油量要遠(yuǎn)低于均質(zhì)焚燒（空燃比挨近40:1），因此選用了分層焚燒的發(fā)起時(shí)機(jī)比較省油。

    那么，為什么群眾在國(guó)內(nèi)的車型要閹割掉分層焚燒呢？答案是：跟排放有關(guān)！

    咱們都知道，如果空氣和汽油按規(guī)范空燃比混合，并且完全焚燒的情況下，有如下反響：

    燃料(碳?xì)浠衔?/font>)+空氣(氧和氮)＝二氧化碳+水+未受影響的氮

    而在分層焚燒的過(guò)程中，因?yàn)榭諝膺h(yuǎn)多于汽油，因此空氣是充裕的，而在高溫高壓的環(huán)境下，空氣中的氮?dú)夂脱鯕鈩t會(huì)相對(duì)反響，出產(chǎn)憎惡的氮氧化物（NOX）。并且，其出產(chǎn)速度遠(yuǎn)超過(guò)三元催化器的催化速度。

    為了處理排放的氮氧化物，廠商在排氣體系的三元催化器后邊增加了一個(gè)叫氮氧化物存儲(chǔ)催化器的東西，在分層焚燒工況時(shí)，它把平時(shí)剩余的來(lái)不及催化的氮氧化物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的方式存儲(chǔ)起來(lái)，在均質(zhì)焚燒的工況下漸漸催化分解。

    這看起來(lái)處理了問(wèn)題，可是，因?yàn)榛瘜W(xué)反響原因，氮氧化物存儲(chǔ)催化器不僅僅會(huì)存儲(chǔ)氮氧化物，還會(huì)將汽油中的硫存儲(chǔ)起來(lái)，硫的存儲(chǔ)會(huì)占有大量了反響物，下降轉(zhuǎn)化功率。

    因此，運(yùn)用分層焚燒的前提條件是要運(yùn)用硫含量低的汽油。而目前國(guó)內(nèi)的油品硫含量較高，見上圖黃色曲線，不滿意運(yùn)用分層焚燒對(duì)汽油的要求，這便是群眾在國(guó)內(nèi)撤銷掉分層焚燒的原因。

    4.撤銷了分層焚燒后，缸內(nèi)直噴還有什么優(yōu)勢(shì)？

    有人會(huì)說(shuō)，撤銷了分層焚燒，缸內(nèi)直噴就沒有意義了。

    關(guān)于這個(gè)觀點(diǎn)，疆哥認(rèn)為，不完全錯(cuò)誤，也不完全正確。分層焚燒的確是缸內(nèi)直噴發(fā)起機(jī)很重要的一項(xiàng)技能，但縱使撤銷了分層焚燒，缸內(nèi)直噴發(fā)起機(jī)仍然有許多多點(diǎn)電噴發(fā)起機(jī)不行比擬的長(zhǎng)處。

    1）缸內(nèi)直噴將霧化的汽油直接噴入焚燒室內(nèi)，因?yàn)槠偷南嘧儯ㄕ趄v吸熱），對(duì)焚燒室內(nèi)的混合氣有一定的冷卻效果。因此，發(fā)起機(jī)的充量系數(shù)會(huì)相應(yīng)增加，動(dòng)力性有所提高。

    2）降溫后的混合氣在焚燒的過(guò)程中，爆震傾向下降，相應(yīng)的，發(fā)起機(jī)的壓縮比可以規(guī)劃得更高，熱功率也因此能得到提高，油耗下降。

    3）選用缸內(nèi)直噴的發(fā)起機(jī)，噴油可以更精確。另外，因?yàn)閲娪妥旌突钊數(shù)木?xì)規(guī)劃，使噴油形狀和混合氣在缸內(nèi)的滾流控制得更詳盡，可以使焚燒更充沛，熱功率和排放都能有更好的提高。

    總結(jié)：

    缸內(nèi)直噴和分層焚燒是一對(duì)孿生兄弟，盡管群眾在國(guó)內(nèi)撤銷掉了分層焚燒技能很可惜，可是沒有分層焚燒的缸內(nèi)直噴發(fā)起機(jī)在技能上仍然是有一定優(yōu)勢(shì)，其動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性相較于多點(diǎn)電噴發(fā)起機(jī)仍是有所提高。最后，期望隨著國(guó)內(nèi)油品質(zhì)量的逐漸提高，分層焚燒的發(fā)起機(jī)可以早日在國(guó)內(nèi)上線。