动力强劲又省油 缸内直喷技术大盘点篇

  纠错  2010/4/8 20:27:00  纠错 推荐指数: ★★★   加入收藏
    为了让汽车发动机达到更强的输出与更高的燃油经济性,各厂家一直致力于新科技的开发,而除了相当广为人知的可变气门技术、增压手段之外,近年来尚有名为缸内直喷科技的崛起,并得到各厂家的青睐。究竟这译自于Direct Injection的新玩意与目前广泛使用于量产车发动机供油系统中的Multi-Point Injection有何不同,未来前景又是如何?就让本文为您逐一解答。

    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,在发动机需要供油时,由计算机计算出最佳的供油量并与进入发动机的空气混合后,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,其特色在于发动机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,而且能够依照发动机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。

    『为了达到最佳效率,Direct Injection系统皆配备了高压喷油嘴,以提高油气的雾化程度与混合效率』

    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发动机的运转需求,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发动机温度、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。

    但是由于发动机构造的先天限制,喷射发动机所吸进油气的时间只有在气门开启状态下才能进行,故行车电脑所能控制的因素其实也相当有限。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。

    『由于工作环境特殊,故采用缸内直喷系统的发动机除了在部品材质上更加讲究,就连活塞、燃烧室形状也都经过特别设计』

    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,以提高混合油气的雾化效果与燃烧效率。

    『Mercedes-Benz的3.5升V6发动机在加入了CGI技术后,马力输出由原本的272马力提升到292马力』

    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,ECU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实现。

    在稳定行进或低负载状态下,采用缸内直喷设计的发动机得以进入Ultra lean(精实)模式。在此设定下,发动机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,以达到节约的效果。

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