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国六新车用回祖传的进气道喷射发动机,发动机直喷好还是电喷好?

发布时间:2019-09-16 20:23阅读次数:分类:行业新闻

终于等到国六新车,没想到居然用的是上一代发动机技术?“缸内直喷”这个词,对喜欢车的人而言,一定不会陌生,一方面是因为这个词画面感很强,容易让人浮想联翩,咳,我没有“开车”,我说的是活塞运动。另一方面,缸内直喷在很多人心目中代表着,发动机的新技术,更高的热效率,更澎湃的动力,因此,近年来国际主流整车厂,都把缸内直喷作为发动机技术精进的基础路线,开发出更多基于缸内直喷的新玩法。


然而,今年上半年,很多车企又“偷偷”收起了自己的缸内直喷发动机(以下简称GDI),在换代车型上用回了祖传的进气道喷射发动机(以下简称PFI)。宁愿新车功率下降、动力变弱、油耗升高,也要玩“复古”?这背后到底是车性的扭曲,还是技术的沦丧?

国六新车用回祖传的进气道喷射发动机,发动机直喷好还是电喷好?

车企把GDI改回PFI,和国六有什么关系?为了解释这个问题,首先我们得弄懂两个问题:GDI和PFI有什么区别?国六是什么?


先说PFI和GDI的区别,PFI和GDI是两种喷油方式,PFI是在进气管道里喷,让油在空气混合后,一同进入气缸,GDI是直接在缸内喷油。


GDI和PFI相比各有优劣,PFI喷油后,油和空气在进气歧管内走一圈才到缸内燃烧,“旅途更长”,有些油气难免走走停停,特别是冷车时,油会粘附在管壁,等发动机温度上升了,又蒸发流入气缸内,所以,PFI就是“散养”,没办法精准控制内缸内的实际燃油进入量。


GDI则是使汽油直接在缸内气化并燃烧,损耗低,喷油量也可以实现更精准的控制,油耗更低,此外,汽油在缸内喷射,可以给气缸带来冷却效果,使发动机能够承受更高的负荷,搭配涡轮增压技术,便可以实现更高的功率,输出更强劲的动力,因此GDI和PFI的斗争中,由于涡轮增压的介入,使得GDI拥有了更多的筹码。


然而,GDI加了进气增压之后,气缸温度上升了,氮氧化物的排放控制难度增加。天有不测风云,眼看GDI把PFI按在地上摩擦之时,半路杀出的“国六”让战局再次逆转。“国六”排放标准就如同二战德军的闪电战,又狠又快,不仅对发动机的排放提出了更严苛的要求,实施速度也很快,把部分发动机技术储备不足的车企,打了个措手不及。


严格意义上来说,国六并没有德军闪电战那么凶,因为它至少提前吹了个“冲锋号”,国六分国六A和国六B,国六A就是冲锋号,给厂商一个缓冲时间,真正的杀手锏是国六B,被称为“史上最严”,不仅自主品牌压力山大,部分合资品牌也已经吃不消了,用比欧洲更差的油,烧出比欧标更低的排放,太难为胖虎了。


在“胖虎”躺在地上慌得一批的时候,发现了同样躺在地上被GDI按着摩擦的PFI,缘,妙不可言,机智的胖虎想起PFI相比GDI而言,更容易过“国六”认证,因为国六B最难招架的部分在于,氮氧化物在燃烧充分的基础上也必须达标——氮氧化物是由于燃烧充分气缸温度过高产生的,而碳氢化合物、一氧化碳颗粒物的产生主要是因为燃烧不充分导致的。

国六新车用回祖传的进气道喷射发动机,发动机直喷好还是电喷好?

从上表中不难看出,国六B相比于国六A,一氧化碳排放降低了21%,碳氢化合物排放降低50%,PM颗粒排放降低33%——与此同时,氮氧化物排放要求降低42%。“最不要脸的”是非甲烷总烃排放要求降低49%,决定该项的最大因素是汽油质量啊,如今也要汽车企业来背锅了。所以,你现在明白为毛有关部门要搞乙醇汽油了吧?


PFI让油气进入气缸前混合更充分,气缸温度更低,氮氧化物更少。至于其它要求,PFI可以通过降低喷油量来达成充分燃烧的诉求。而且,通过降低压缩比,可以显著改善非甲烷总烃排放……鉴于以上原因,PFI是“胖虎”对抗国六B的救命稻草。

国六新车用回祖传的进气道喷射发动机,发动机直喷好还是电喷好?

所以,为什么一部分主机厂把GDI换回了PFI?不是厂商想玩复古,而是因为技术储备不足,无奈之下只能先拿升级难度更低的PFI来升级了,这可以认为是一场为了“应试”而做的妥协,而这个妥协的结果是,新车型发动机技术上的不升反降。


消费者屏住国五促销的诱惑,抗住国六车型没折扣的压力,从年初熬到年中,满心欢喜觉得自己终于买到了国六车,万万没想到,自己其实就买了个技术比上一代车型还要差的“伪国六”,这也太委屈了吧?


发动机直喷好还是电喷好?


所谓的电喷发动机与直喷发动机到底有什么区别呢?是不是直喷就更高科技更省油呢?不买直喷就out了?今天汽修老板内参小编就来给你讲一讲,是不是一定要买直喷车?


首先,什么是电喷,什么是直喷呢?


电喷全称叫做电控燃油喷射,由电脑和传感器控制喷油,现在能买到的车都是电喷的。


传统电喷(下文中的“电喷”专指传统电喷)的原理简单来说,就是将燃油喷入各气缸的进气岐管,和空气混合后,再进入相应的燃烧,也叫歧管喷射。


直喷也是电喷的一种,全称叫做缸内直喷。就是直接将燃油喷入气缸内,直接与空气混合燃烧。直喷的代表有大众的TSI,TFSI,通用的SIDI等。


直喷的优点:


确实,直喷技术更新,而且通过简单的原理对比我们也可以看出来,直喷可以更精准的控制喷油量,也有着油气雾化和混合效率上的优势。再配合上高压喷射,以及分层燃烧技术,使得燃烧更均匀更充分,燃油效率更高。


这也就使得直喷发动机有着更好的动力,在高速巡航的时候油耗水平控制的让人非常满意。


所以,理论上说,直喷发动机燃烧效率更高、更省油。


直喷的就是比多点喷射更容易在发动机的进气气门产生积碳。


原因:


发动机都会有曲轴箱通风系统。发动机(往复活塞式内燃机)在运转过程中,燃烧室内形成的高压气体会通过活塞环窜入曲轴箱,这就会导致曲轴箱内部的压力出现升高趋势,如不加以控制,这种情况将直接影响到发动机润滑系统,因此,需要依靠曲轴箱通风系统不断地将窜入曲轴箱的混合气导出,为了满足环保的要求,混合气必须送入气缸进行再次燃烧。


这些混合气体会夹带机油蒸汽(就是发动机润滑油蒸汽)流入到进气歧管。进气歧管这个位置温度不高,机油蒸汽就会冷凝变成液态机油。久而久之就会附着在进气歧管和进气气门上。


而这些冷凝的机油又会由于高温慢慢碳化形成积碳。


以前的多点喷射发动机喷油嘴是在进气歧管和进气门位置。这些积碳就会被喷油嘴喷出的汽油溶解掉(汽油是很好的有机溶剂)。但是缸内直喷发动机的喷油嘴直接做到了燃烧室内。这样的设计先天无法通过汽油来溶解进气门上面的积碳。这就是为什么直喷发动机比多点喷射的发动机更容易产生积碳的原因。


那直喷发动机是不是技术退步呢?


不能这么说,早期多点喷射发动机也是有许许多多问题,这几十年下来完善了。直喷发动机省油,动力响应更好。我相信今后会更加完善。例如丰田的汉兰达、新皇冠上的那款D4ST发动机使用了混合喷射技术,(每个气缸有两个喷油嘴,一个在缸内直喷,一个在进气歧管)就是为了减少发动机进气口积碳同时又兼顾直喷发动机高燃烧效率的优点。


目前已经在使用直喷发动机的各位车友,建议每1万公里可以让4S店清洗一下节气门内侧,每2万公里清洗一下进气歧管和进气门。这个部位用燃油添加剂是清洗不到的。


但实际上,直喷也有着自身的问题。


第一个是积碳更难清除。


首先要说的是,积碳是发动机运转中不可避免的现象,任何发动机都会产生。


对于电喷来说,油气在进气歧管中就已经混合,其混合物可以起到冲刷进气歧管的效果,使得进气口以及进气门相对不容易产生大量积碳。


直喷车型的喷油是不经过进气歧管的,所以对进气歧管也起不到清洁的作用。所以,直喷发动机一旦进气口产生积碳,会更难去除,使得进气效率下降。


所以配备直喷发动机的车型,厂商会推荐使用清洁型添加剂,也不完全是胡来。


第二,直喷真的巨省油吗?


举个例子,前面提到了,直喷发动机需要配合很多其他技术实现效率最大化,但比如引进国内的很多直喷发动机阉割了分层燃烧技术,那它的表现肯定就不如宣传的那么好了。


因为油耗的问题和太多因素相关,变速箱匹配、车重、驾驶习惯、路况等等都会有更大的影响,直喷技术只代表了工程师在燃油喷射形式方面的努力,所以我们不能简单粗暴的说,直喷就一定能省很多油。


总结来说就是:


直喷更大的意义其实是发动机整体的技术更新,以前用电喷的厂家也在逐步使用直喷技术。但这并不代表直喷是无敌的,也有着上面提到的各种问题,各家的直喷技术也有不同差别。而且,直喷车普遍会贵一点。


缸内直喷只是将原来在进气管内的喷油改变到在气缸内直接喷油。下面在具体讲一下。


——缸内直喷技术


汽车行驶所依赖的发动机之所以能产生动力,无非就是气缸吸入空气与汽油混合后进行燃烧,进而做功推动活塞来带动整个机械结构进行运转。


以供油方式不同,我们可以把发动机可分歧管喷射式(PFI)和缸内直喷式(GDI)。简单来说,歧管喷射式(PFI)和缸内直喷式(GDI)的区别,就是一个在缸外喷油,一个在缸内喷油。


汽车发动机的供油方式


对于歧管喷射(PFI)方案而言,其喷射压力较低,仅有3~5bar,在此压力下喷射出的燃油颗粒直径约为150~300μm。相对于缸内直喷能达到150~300μm的燃油颗粒而言,仅有极少部分可以在进入空气的短暂时间内蒸发,


这种油气混合模式在热机稳定工况下并无问题,但在车辆突然加速转速迅速攀升时(喷油量加大且燃油蒸发时间缩短)以及冷机启动状况下,则无法保证当前所需的油气混合气供应,此时只能以过量喷油的方式来临时性满足工况需求。


汽油缸内直喷技术就可以规避上述问题的产生,可在极短时间内得到迅速蒸发,因此大大加快了油气混合气的生成速率,冷启动排放问题得以改善,同时还避免了进气道喷射中那种依靠壁面油膜蒸发导致混合气浓度不能精确控制的状况,在车辆瞬态工况改变时可做出及时响应,即油门响应性更好。


同时,喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制,以及活塞顶形状等特别的设计,使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合,从而使燃油充分燃烧,能量转化效率更高。


缸内直喷比多点电喷(歧管喷射分单点电喷和多点电喷,目前普遍应用多点电喷)这往小了说,就是用缸内直喷发动机既能带来强劲动力又省下了大把的油钱,往大了说,那就是缸内直喷发动机的低排放减轻了环境污染.


但是缸内直喷科技也并非完美,从经济层面来看,采用缸内直喷的供油系统除了在研发过程必须花费更大成本,对于车主来讲较传统电喷车需要更加频繁更换火花塞等零部件。


另外,缸内直喷发动机最为诟病的就是积碳问题。在灭车的瞬间喷油器不可能停止喷油,因为喷油时间超前于点火时间,在这瞬间被喷入的燃油就沉积在活塞表面,


还有废气再循环的设置使混合气成分发生变化,原本应该很干燥的燃烧室,混进了机油,水和汽油,这三种东西混合起来会产生大量积碳,积碳堆积会让活塞环间隙更大,会导致更多的机油蒸汽参与燃烧,于是恶性循环,积碳越积越多。


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最后修改时间:(2019-09-16 20:23)

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