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丰田和大众都选择它!混合喷射有什么独到之处?

2017-02-05 浏览:7.18万 评论:0

近年来,面对越来越严苛的排放法规,缸内直喷技术有点招架不住了,而双喷射技术开始备受各大汽车厂商关注,它集成了缸内直喷和进气歧管喷射技术的特点,两相互补,形成一套混合喷射系统。

缸内直喷的困扰

缸内直喷发动机由于它的油气混合时间比较短,缸内的燃烧模式大部分时间都是边混合边燃烧,这么一来就很容易导致气缸壁或者其它角落局部混合不均匀,出现高温缺氧区域,从而生成大量的颗粒物。在冷启动和重负荷工况下,发动机的颗粒物排放量也会增加。

还有一点就是,直喷发动机的火花塞只会点燃一小部分混合气体,靠近气缸壁附近的空燃比很高,燃油量极低,难以引燃但却会汽化蒸发吸热,导致缸内温度下降。因此,火焰在向外传播过程中会逐渐减弱,容易熄火且会产生积碳。

混合喷射更高效,且颗粒物排放降低

之前我写过一篇关于丰田2GR-FSE发动机的文章,这是12年前出自丰田之手的3.5升V6发动机,当时把宝马E90惹急的雷克萨斯IS350就是搭载这台性能机器,宝马的N52B30无论是在升功率还是扭矩上都被打得体无完肤。

这台2GR-FSE发动机正是应用了歧管喷射和缸内直喷相结合的混合喷射技术(丰田称为D-4S),很有效地改善了各工况下颗粒物的排放。它最早搭载在雷克萨斯的IS350和GS350上,并在2006年到2009年连续四年获得沃德十佳发动机大奖。

缸内直喷在低负荷时很容易出现氧气过量,而歧管喷射在高负荷时的燃烧效率又不高,所以在一般情况下混合喷射系统会自行分工。低负荷工况时,发动机使用歧管喷射的形式注入燃油,在保证燃效的同时,还能减少颗粒物和积碳的生成;中等负荷时,缸内和歧管的喷油嘴同时喷油,发动机会达到一个非常好的动力性和排放水平;重负荷时,发动机就是切换成纯缸内直喷模式,这样可以保证更高的燃烧效率以及动力性能。

逐渐成为大趋势

丰田在后来推出的8AR-FTS以及那台和斯巴鲁合作开发的FA20都配有混合喷射技术,不管是横置、纵置还是水平对置,丰田都能够进行匹配,可见它已经把这项技术玩得非常溜。

当然,混合喷射并不是丰田一家独大的技术,大众在最新一代的EA888 2.0升涡轮增压发动机上也应用了这项技术。两家世界顶尖车企对混合喷射的青睐,可见它在未来的发展前景非常乐观,但它也有比较明显的短板。

由于缸内直喷和歧管喷射的喷油压力差别非常大(缸内直喷几十Bar,歧管喷射是5Bar左右),所以它必须要具备两套燃油供给系统,它的结构和软件参数标定都非常复杂。

混合喷射现在难以普及最大的因素就是成本比较高,在技术层面上,这对于很多车企来说都不会有太大的障碍,但问题是面对高额的开发成本,他们需要很大的销量去分摊。因此,混合喷射技术虽然得到重视,但普及速度还不太理想。

声明:本文由太平洋号作者撰写,观点仅代表个人,不代表太平洋汽车。文中部分图片来自于网络,感谢原作者。
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