● 輸送到發(fā)動機處的汽油是如何被分配的,?(為了方便理解,以下均已四缸發(fā)動機為例)
在發(fā)動機啟動及運轉(zhuǎn)過程中,,源源不斷的汽油從油箱中被汽油泵抽出來,經(jīng)過濾芯的過濾后被送至油軌,。等等,配置表單中的多點噴射是什么意思,?有沒有單點的,?多點和單點區(qū)別在哪,?
☆ 什么是單點噴射?
所謂“點”指的其實就是有幾個燃油噴射點,,那“單點”無疑就是只有一個燃油噴射點,,你也可以理解為有一個噴油嘴,這個噴油嘴位于節(jié)氣門的前方,,駕駛員在踩下油門踏板時,節(jié)氣門的翻板打開,,發(fā)動機電腦根據(jù)相關(guān)傳感器收集來的信號決定噴油嘴的開啟時間,,噴出的燃油經(jīng)過節(jié)氣門進入進氣歧管,,隨后,,各氣缸間各取所需(進氣門打開時,汽油就會被吸入氣缸),,這樣的噴射類型在控制上顯然過于粗放,燃油經(jīng)濟性必然較差,,因此,沒時興多久便被多點噴射所取代,。
『由于有關(guān)單點噴射技術(shù)的圖片資料較少,所以也只好找來教材上的圖片做示意,,從中可以看清楚地看出單點噴射與多點噴射在結(jié)構(gòu)上的差異』
任何新事物的出現(xiàn)都有它存在的理由,單點電噴也不例外,,它是化油器時代向電噴時代進化時的產(chǎn)物,,受生產(chǎn)成本羈絆,,廠商希望在原有化油器發(fā)動機的基礎(chǔ)上完成燃油噴射系統(tǒng)的改造,待過度完成后,,便紛紛推出多點電噴。
☆ 歧管噴射的自我救贖(多點噴射)
多點噴射從誕生至今已歷經(jīng)多重衍變,,從最初的同時噴射到順序噴射,隨后因在很多人看來歧管噴射已發(fā)展至瓶頸,,再加之缸內(nèi)直噴技術(shù)在汽油發(fā)動機上的推廣,,歧管噴射甚有被取代之勢,,然而在未來技術(shù)前瞻中,我們又看到了它,,不由得為之頑強而感嘆。
-- 同時噴射
多點噴射的結(jié)構(gòu)讓每個氣缸都有了屬于自己的噴油嘴,,在燃油噴射的控制上顯然有了質(zhì)的飛躍,,不過,,在發(fā)展的初期,它們并沒能很好的將這種結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢完全發(fā)揮出來,,由于控制邏輯單一,,發(fā)動機電腦并不能精確地計算出哪個氣缸需要噴油,因此,,曲軸每轉(zhuǎn)動360°,發(fā)動機電腦就會發(fā)出一次噴油指令,,命令所有噴油嘴同時進行噴油動作,也就是說,,為了滿足單一氣缸的噴油需求,噴入其它氣缸的汽油就白白浪費掉了,,這必然不利于燃油經(jīng)濟性,淘汰只是時間的問題,。
-- 分組噴射
沒過多久,,燃油噴射系統(tǒng)的控制邏輯就得到了升級,,改善后,4個噴油嘴被分為兩組,,即曲軸每轉(zhuǎn)動360°就會有其中的一組(2個)噴油嘴進行噴油,燃油經(jīng)濟性提升了一倍,,但這并不能被人們所接受,。
-- 順序噴射
歧管噴射發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)可以做到根據(jù)氣缸的工作進程以及配氣正時的節(jié)奏來對各噴油嘴的噴油動作進行精確控制,我們把它稱之為順序噴射,。 在很多廠商都轉(zhuǎn)投于技術(shù)更先進的缸內(nèi)直噴技術(shù)時,日產(chǎn)仍舊希望可以在歧管噴射領(lǐng)域再做些文章,,2011款騏達所搭載的1.6升HR16型號發(fā)動機則采用了DIS雙噴油嘴技術(shù),在噴油量的控制上,,相比于傳統(tǒng)的一個氣缸對應一個噴油嘴來看,精準度會更高,。
-- 缸內(nèi)直噴系統(tǒng)
優(yōu)勢:可實現(xiàn)稀薄燃燒,,提高燃油經(jīng)濟性,;允許更高的壓縮比,發(fā)動機功率得以提升,。
燃油直噴系統(tǒng)的出現(xiàn)為多點噴射的發(fā)展帶來了新的契機,它的意義在于可以把一滴燃油打得更散,,以增加其燃燒效率,在此之前,,多點歧管噴射也曾力圖在這方面做得更好,它所采用的辦法是在噴油嘴的噴油頭出多開幾個孔,,以增強其霧化的能力,只不過,,在燃油壓力有限的前提下,,這種方式很快就發(fā)展到了瓶頸之處,。
高壓泵部件、噴油嘴的安裝位置是缸內(nèi)直噴系統(tǒng)與歧管噴射在結(jié)構(gòu)上的不同,,如果要簡單來理解缸內(nèi)直噴系統(tǒng)則可以把這套系統(tǒng)分為高、低壓兩部分,,低壓部分與歧管噴射系統(tǒng)相同,,也是汽油泵將汽油從油箱中抽出,經(jīng)過濾芯過濾后送抵發(fā)動機處,,此時油管內(nèi)的壓力幾乎與歧管噴射系統(tǒng)相同,質(zhì)的改變出現(xiàn)在高壓油泵之后,,它可以將汽油壓力推到上百Bar甚至更高(是歧管噴射系統(tǒng)燃油壓力的三四十倍),隨后燃油將通過油軌抵達列屬于各氣缸的噴油嘴,,只待發(fā)動機電腦一聲令下,,頃刻間,,直徑僅相當于頭發(fā)絲十分之一的油滴便會傾巢而出的直接噴入氣缸內(nèi),。高壓油泵通常是由凸輪軸帶動,內(nèi)部則有雙頭或者三頭凸輪進行加壓(如福特ECOBOOST系列發(fā)動機的“9號凸輪”),。
-- 取其長補其短的混合噴射
當燃油壓力被提升至100Bar甚至更高的時候,燃油噴射的新時代來了,,但工程師并沒有因新技術(shù)的逐漸成熟而放棄傳統(tǒng)的噴射方式,在它們看來,,歧管噴射依舊有著很大的利用價值,。
○ 豐田研發(fā)的混合噴射技術(shù)
早在1998年,,裝備豐田D4技術(shù)的SZ和NZ發(fā)動機首次現(xiàn)身日本市場,幾年以后,,被GR系列發(fā)動機取而代之,其中3GR-FSE 3.0L發(fā)動機應用了D4直噴技術(shù),,其只有一組伸入氣缸的噴油嘴,實現(xiàn)均質(zhì)燃燒,。
2GR-FSE發(fā)動機上配備了更為先進的D4-S技術(shù),它除了一組伸入氣缸內(nèi)部的噴油嘴外,,還安裝了一套傳統(tǒng)的進氣歧管噴油嘴。在低負荷工況時,,歧管噴油嘴在進氣行程時噴油,混合氣進入氣缸,,再配合壓縮行程時氣缸內(nèi)噴油嘴噴油,從而實現(xiàn)分層燃燒,;高負荷工況時,,只在壓縮行程進行缸內(nèi)直噴,。從而提高發(fā)動機動力和經(jīng)濟性。
此設(shè)計的優(yōu)點在于油氣混合能夠更為完全,,也就是說發(fā)動機電腦會根據(jù)發(fā)動機的負荷以及所處的工況主動切換供油方式,,同時再配合11.8的高壓縮比,,可以進一步提升油氣混合與燃燒效率,達到更為出色的動力和油耗表現(xiàn),。這也是2GR-FSE連續(xù)三年獲得沃德十佳發(fā)動機的關(guān)鍵因素,。
○ 奧迪的混合噴射系統(tǒng)
缸內(nèi)直噴系統(tǒng)所運用的分層燃燒技術(shù)實現(xiàn)了稀薄燃燒,,相比于普通的燃燒技術(shù),其優(yōu)勢在于它可以讓混合氣在空燃比更高的狀態(tài)下(燃油少,,空氣多)完成燃燒,提高燃油效率,,不過,,這種燃燒技術(shù)也會產(chǎn)生一定的副作用,,在稀薄燃燒(氧氣過量)的工況下,,氣缸內(nèi)多余的氧氣與氣缸內(nèi)存留的氮比較容易發(fā)生強烈的反應形成氮氧化物,,它對尾氣排放的影響很惡劣,,此前,,提高三元催化器的能力是彌補這一弊端的重要方式,隨之而來的便是制造成本的提升,,這種得不償失的技術(shù)在一些人眼中已被劃分到雞肋范疇。但這樣的聲音并沒有動搖工程師們繼續(xù)研發(fā)分層燃燒技術(shù)的決心,,他們面臨的最重要的問題就是如何從根本上解決分層燃燒技術(shù)的劣勢,,從目前來看,,加入歧管噴射系統(tǒng)是個不錯的方案,它專門用于發(fā)動機低負荷的工況,,這樣,,尾氣質(zhì)量以及三元催化器的工作壓力都能得到改善,。
● 噴油量是如何進行調(diào)整的,?
針對不同的工況,發(fā)動機電腦會對各氣缸的噴油量進行控制,,比如,在涼車階段,,會對混合氣進行加濃,,而隨著發(fā)動機溫度的回暖,混合氣中的燃油和空氣的比例逐漸向最佳狀態(tài)靠攏(噴油量逐漸減少),,直至發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速回落至正常范圍。
在正常駕駛過程中,,駕駛員通過油門踏板來控制車輛的加速,,即油門踏板踩的越深,,車速越快,而在理想的狀態(tài)下,,踩下踏板的節(jié)奏會直接影響到車輛的提速時間,,這其中,,自然是依靠進氣、噴油,、點火等其它輔助元件相配合才能使得發(fā)動機輸出更高的動力,,至于車輛的加速響應如何,也要看變速箱的心情,。既然本文的主題是噴射,那還是言歸正傳,,噴油量是如何增加的,?
-- 歧管噴射系統(tǒng)
先來說說歧管噴射,安裝在油箱內(nèi)的汽油泵會隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化在一定范圍內(nèi)調(diào)整其自身工作狀態(tài),,從而改變供油壓力,,一般情況而言,,它會與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速成正比,當然,這里討論的不包括廠商設(shè)定的斷油轉(zhuǎn)速,。
噴油量的大小與內(nèi)部閥針開啟的時間以及油軌內(nèi)的壓力有關(guān),,可以這樣理解,在同等汽油壓力的條件下,,閥針開啟的時間越長,噴射出的汽油量就越多,,反之則噴油量變少,,而如果油軌內(nèi)的壓力升高,,那么,在單位時間內(nèi),,由噴油嘴噴射出的汽油量就會更多,。噴油嘴閥針的開啟/關(guān)閉以及汽油泵的工作狀態(tài)都由發(fā)動機電腦進行調(diào)整。
-- 缸內(nèi)直噴系統(tǒng)
缸內(nèi)直噴在低壓階段亦是如此,,而到了高壓部分則全權(quán)交由高壓油泵掌控,此類高壓油泵為柱塞式結(jié)構(gòu),,通過凸輪軸上專用的凸輪進行驅(qū)動,,看到這,你或許會產(chǎn)生這樣的疑問,,既然依靠凸輪進行驅(qū)動,,那柱塞泵的加壓過程便無法依據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速來進行調(diào)整,即便,,發(fā)動機電腦可以控制噴油嘴閥針的開閉時間來把控噴油量,,但顯然,,這樣的控制存在一定的局限性。的確如此,,凸輪的角度是不可調(diào)整的,,更不能像奧迪的AVS技術(shù)一樣去切換不同角度的凸輪來達到調(diào)整柱塞泵活動行程的目的,所以,,柱塞泵本身無法完成調(diào)整汽油壓力的工作。在想到這個問題之后,你一定會再去翻過頭來琢磨一下,,其實,,如果你注意圖中所示就會明白。
在高壓泵殼體上有個線束插頭,,其所連接的正是一個電子控制閥,它可以對汽油壓力做出調(diào)整,,當然,,這里更多的是對燃油噴射到氣缸內(nèi)后的霧化效果的考量,,而在加速過程中,,更高的汽油壓力也可幫助噴油嘴噴出更多的汽油,,而這對噴油嘴的執(zhí)行能力提出了不小的要求,因為,,在如此壓力之下,,閥針的動作頻率以及穩(wěn)定性十分關(guān)鍵。正因如此,,缸內(nèi)直噴系統(tǒng)所使用的噴油嘴與歧管噴射所使用的噴射元件大不相同。
● 什么時候該清洗噴油嘴,?
如果你去問一個4S店的服務顧問,,絕大多數(shù)情況下他們會以行駛里程為依據(jù)來建議你是到了該清洗的時候了,于是,,你半信半疑的在維修單上簽字畫押,還特意囑咐了一句“要快啊,,我趕時間”,,孰不知,這句話正是說到了他們的心坎兒里,。他們是怎么想的?
噴油嘴臟了會怎么樣,?自然是會被堵住,,其引發(fā)的后果便是,汽油無法以正常的流量從噴油嘴噴出,,這顯然可以影響到發(fā)動機的工作狀態(tài),,但車主對此似乎又毫無察覺,這又是為什么,?
安裝在排氣管上的氧傳感器會實時監(jiān)測尾氣質(zhì)量,發(fā)動機電腦以它為依據(jù)可計算出混合氣的濃度,,當混合氣過稀時,,發(fā)動機電腦會向噴油嘴發(fā)出增加閥針開啟時間的指令,以此來彌補流量不足帶來的影響,,反應在數(shù)據(jù)上便是噴油脈寬的數(shù)值變大,,利用這一特性,我們可以通過噴油脈寬來判斷噴油嘴的清潔程度,,并接合行駛里程來決定是否要對噴油嘴進行清洗,。
最后,,回到上面那個問句上,服務顧問為什么喜歡聽到客戶趕時間的抱怨,。清洗的時間決定著清洗的質(zhì)量,,按照正常的工序,,負責施工的人員要將一整瓶藥水全部用于清洗才算一次完整的保養(yǎng)作業(yè),但這會耗費不短的時間,,而車間內(nèi)的工位是有限的,,只有將維修車輛盡快的交接到客戶后,,才能迎來下一位客戶,所以,,如果客戶在清洗噴油嘴這項上表現(xiàn)出擔心時間很緊,,那這一定會得到多方的滿足,,如果你要問我有沒有可能愛車被“拖”到車間后根本不進行清洗就被交接到車主手中,我勸諸位還是多長點心吧,。
編輯總結(jié):
發(fā)動機的噴射方式是門藝術(shù),,從純機械結(jié)構(gòu)的噴射系統(tǒng)發(fā)展到電子控制的燃油噴射系統(tǒng),之后經(jīng)多重衍變,,其效率逐漸被提高,直到在歧管噴射這一階段發(fā)展至瓶頸,,隨后因科技的突破而又為燃油噴射迎來了新紀元,而在燃油噴射系統(tǒng)的技術(shù)前瞻中,,你又會發(fā)現(xiàn)即將被革新的歧管噴射又出現(xiàn)在了噴射系統(tǒng)中并且還發(fā)揮著優(yōu)化排氣質(zhì)量的重要作用,這樣多舛的命途的確值得好好研究一番,,在了解過后,,想必對于日后的用車養(yǎng)車也會有所幫助,。(文/汽車之家 李博旭)
● 汽車技術(shù)很難懂?汽車設(shè)計太遙遠,?誰說的?這些內(nèi)容也可以很有趣,!
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