化油器、电喷、直喷,都是内燃机的供油方式,化油器出现时间最早、服役时间也最长,后期逐渐被电控喷射所取代;内燃机进入电控时代后,逐渐产生了电喷、直喷,而现如今为了让电喷、直喷发动机实现互补,又产生了更完美的混合喷射,就目前来看混合喷射是最完美解决方案,但成本也要更高,所以混合喷射很难形成普及的局面!化油器是个古老的发动机供油装置,如下图所示,这就是一个化油器、结构虽然简单,但这在上个世纪早期,完全算得上一个很伟大的发明;化油器供油方式,完全依靠活塞下行时所产生的负压来把燃油吸入到歧管内,并在歧管内完成与空气的混合;在整个过程之中,发动机无法主动增、减喷油量,这完全是一个被动化的状态,发动机只能通过节气门的开度、转速,来对吸入燃烧室的燃油进行微调,但空燃比无法精确控制,其它的一些因素也会对化油器的工作带来影响!化油器对燃油喷射的控制很差,正如鄙人在上文中所提到的那样,它并不是在主动喷射、而是通过活塞运转产生的负压给吸出来,所以它的控制完全是被动的,所以对于燃油喷射量它无法精确控制,节气门响应差、燃油雾化效果也不行,因为它无法决定喷射量、具体被吸出多少完全看点子,所以过去的化油器车开起来有时会出现需要动力、不喷油,无需动力、而猛喷油的想象,过去化油器车因混合气过浓冒黑烟的想象很常见!而启动时、必须要长时间热车,不把温度升上来、燃油雾化效果差,很容易把混合气弄成过浓,造成熄火、甚至冒黑烟,所以化油器车需要长时间原地热车;除此之外,化油器控制策略单一、混合比例固定,所以在环境发生改变时,它却没办法去进行调整,比如当温度、气压、重力改变时,化油器就没办法调整,所以就会造成很多问题,比如增加油耗、对环境造成污染等等;总之化油器是在那个机械喷油装置不成熟的时代,所采取的一种很合理的供油方式!化油器逐渐被喷油器所取代随着发展,化油器这个古老的供油设备逐渐被更加理性的喷油器所取代,也就是所谓的电喷与直喷;实际上化油器属于被动喷射,它无法去调整混合气体浓度,因为它只会简单粗暴的喷射,而根本不考虑进气量,所以经常造成混合气体浓度过大、浪费燃油;而喷油器的出现则改变了这一现状!因为它可以根据进气量大小来决定喷油量多少、对于喷油控制得更为精确,避免了无端的多喷油、也避免了燃油的浪费,所以喷油器的诞生、从整体上提高了发动机的燃油经济性!电喷、直喷其实都是电喷,只不过从出现的时期来区分、电喷机更早,所以占据了电喷的名号!比如电喷机叫电控歧管喷射发动机,而直喷机则叫电控缸内直喷发动机,它们都是电控喷射,所以直喷发动机也是直喷机;只不过由于缸内直喷出现的更晚,歧管喷射已经被命名为电喷(当时为了区分化油器),所以缸内直喷就只能简单叫做直喷,同样这是为了区分歧管喷射、如果直喷也叫电喷,那么直喷、歧管喷射就难以区分歧管喷射原理电控歧管喷射发动机歧管喷射发动机,燃油喷射在进气歧管内,如上图所示、燃油直接喷射在进气歧管内,在歧管内进行雾化、与空气进行混合,之后被吸入气缸内进行燃烧;优势在于燃油喷射在近期歧管内,有充足的空间、时间进行雾化以及与空气的混合过程,所以在发动机负荷较低的情况下(如冷启、如低速行驶),燃油雾化水平很高,从而避免了燃油稀释的现象产生,因为混合气从进气道进入燃烧室后,很难再变成液态化,从而避免了流入曲轴箱内、导致燃油的乳化问题;而燃油喷射在歧管内,也对歧管、进气门背面产生的积碳有一定清理作用!歧管喷射的缺点也不少,受制于压缩比低、喷油策略少、喷油精度不够(低压)、部分燃油会喷在进气门背面导致无法雾化,实际上直喷取代电喷,最主要原因就是受制于压缩比,压缩比的高低直接影响燃油经济性,内燃机百年发展都是围绕着如何提高压缩比,那么只要能将压缩比做得更高、就是最好的技术,在这一点上歧管喷射败下阵来,它的压缩比最高接近于12,因为混合气在歧管内已经雾化完毕,进入燃烧室后、没办法对热量进行调控,所以抑制不住爆震;而燃油喷在歧管内,无法精确地控制,难以实现分层燃烧、阻碍了内燃机向稀薄燃烧层面发展缸内直喷结构电控缸内直喷发动机缸内直喷、顾名思义就是喷油器布置在气缸内部,如上图所示、燃油直接喷射在缸内,在燃烧室内进行雾化、与空气进行混合;优势在于高压喷油器让燃油喷射的更加细腻,而液态燃油在燃烧室内雾化可以吸收大量的热,丰富的喷油策略还可以进行多次喷油,所以这对于抑制点火前的高温有很好的作用,温度得到了抑制、就能减少爆震的产生,所以缸内直喷让内燃机可以继续拉高压缩比,压缩比更高、就能获得更好的燃油经济性;而丰富的喷油策略可以更加容易做到分层喷射,与歧管喷射相比较缸内直喷的分层喷射,层数更多、喷油量更加精确!机油乳化同样缸内直喷同样有许多缺点,比如燃油长期喷射在燃烧室内,而对进气门背面、歧管内起不到冲刷作用,所以这里产生的积碳、直喷发动机无法起到自清理作用;而缸内直喷发动机燃油直接喷射在缸内,如果是在北方、冬季极低温的环境下,燃油一旦喷射在缸壁上、就很容易重新液化,顺着缸壁、活塞环间的缝隙流入曲轴箱内,导致机油增多、乳化;无论多与少,直喷发动机都有这个倾向;同样的是直喷机在低温下的雾化水平不够,所以在低温、低负荷下,直喷发动机的燃油经济性不好、排放也很差分层喷射缸内直喷提高了稀薄燃烧的边界所谓的稀薄燃烧,就是让燃油在更高空燃比的状态下进行燃烧,比如我们所认知的14.7空燃比,它只是理想空燃比、但空燃比的界限远不止14.7,比如马自达的压燃机器,压燃状态下空燃比29.4起步(二倍过量空气系数);但重点是要实现这样的高空燃比,如何点燃就成了问题,早期的想法就是分层喷射、在分层进行点燃(马自达压燃解决了点不着问题),如上图所示,喷油嘴从上至下喷多个混合气层(弄死从上至下逐层降低),由火花塞跳火点燃周围最浓一层的混合气,之后逐层传递、进行点燃;这就是直喷的好处,因为电喷(歧管喷射发动机)燃油喷射在歧管内,没办法去喷出那么多层来,所以上到稀薄燃烧领域、电喷机几乎失去了所有潜力!混合喷射发动机混合喷射发动机首先要说一点就是混合喷射发动机并不具备什么高深莫测的技术,只不过用更高的成本将现有技术进行了融合、互补,比如具备两套喷射系统歧管喷射、缸内喷射,由于高压系统、低压系统各一套,所以混合喷射发动机的成本一定更高;如此设计的目的在于用歧管喷射负责发动机低负荷工况,上文也已经提过、这部分是直喷的短板,而直喷则负责中、高负荷区间的喷射工作,这部分则是歧管喷射的短板;这样一来电喷、直喷就实现了互补;不过由于成本太高、未来很难成为主流!总而言之,上述就是关于化油器、电喷、直喷以及混合喷射的全部解释,化油器车型咱们国内在两千年左右时就已经全部停产,现在市面上的化油器汽车也已经报废的差不多了,在摩托车上或许还能见到;而电喷(歧管喷射)也逐渐的被直喷所取代,毕竟代表更高压缩比的直喷更有潜力,而受制于压缩比的电喷潜力不足,已经很难承载未来的内燃机发展趋势,只是给混合喷射发动机打打替补,淘汰暂时还不至于,只不过现在新出来的发动机、几乎全是缸内直喷,直喷就是如今的主流!
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