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为什么缸内直喷发动机容易积碳?缸内直喷的优缺点是什么?

缸内直喷发动机的特殊之处在于它的喷油嘴直接设置在气缸内,燃油被直接喷射到气缸内,与空气进行混合,既有动力,也能省油。那么为什么缸内直喷发动机容易积碳?缸内直喷的优缺点是什么?

缸内直喷发动机

(1)缸内直喷发动机容易积碳的原因:

1、发动机对环保要求非常严格,曲轴箱中的废气不允许排放到大气中,必须回收利用,这就有了曲轴箱强制通风装置。

曲轴箱强制通风装置会将部分机油蒸汽带入进气歧管,这部分机油蒸汽在进气歧管中沉积就会形成积碳。在岐管喷射的发动机中,进气歧管中充满汽油蒸汽,而汽油可以溶解机油,可以避免机油在进气歧管中的沉积,也可以将机油沉积物溶解清除;而缸内直喷发动机的进气歧管中是纯空气,不能溶解机油,所以在进气歧管中的积碳会更多。

2、歧管喷射发动机喷油嘴喷出的汽油一般都喷射在进气门的前面,对进气门有很好的清洁作用。而缸内直喷发动机喷油嘴将燃油直接喷入气缸,自然没有此功能,所以缸内直喷发动机一般在进气门处积碳特别严重。

3、缸内直喷与岐管喷射相比,燃烧室的温度更低,特别是在低速行驶和发动机冷启动阶段,最容易在燃烧室中产生积碳,而我国大部分家庭轿车都在这样的工况下工作,所以积碳问题就更严重。

缸内直喷发动机

(2)缸内直喷的优缺点

1、优势

在大负荷或者全油门的工况之下,是不是缸内直喷的发动机需要消耗的燃油其实相差不大。而在低负荷工况时,缸内直喷发动机的优点才充分体现出来。缸内直喷发动机可根据负荷来决定喷油量,在低负荷时,喷油嘴只喷出最低限度的油量集中在火花塞的周围,气缸内的其他部分都是纯净的空气。

区别于以往油气混合体均匀分布的状态,缸内直喷可以控制喷油嘴,在活塞压缩行程达到最高点;火花塞点火前的瞬间才开始喷油。而且在燃烧时空气层隔绝了热,减少了热量向汽缸壁的传递,从而减少了热量损失提升了发动机热效率。

2、缺点

同样,缸内直喷这种先进的燃烧技术也会带来一些负面影响。因为在低负荷工况下,会产生相当大量的NOx(氮氧化物)与高温,这样对于三元催化器的要求会很高。但是按照现在一些已经采用缸内直喷技术的发动机来看,这个问题已经得到解决。

缸内直喷技术对于一些硬件设施也要求很高,例如需要配备高压喷油嘴,以提高油气的雾化程度与混合效率;缸内直喷系统的发动机除了在材质上更加讲究,而且为了分层燃烧时控制气体的流向,就连活塞、燃烧室形状也都需要特别设计;最最重要的一点,缸内直喷需要稳定品质的高标号燃油,这也是在国内推广需要克服的难点之一。

缸内直喷发动机

其实说到最后,人们对于缸内直喷技术这种拥有的自主喷油控制能力,能够使发动机在各种工作状况之下都拥有最高效的燃油利用率。在燃油消耗差别不大的情况下,马力提升大概都能在10%左右的技术,并没有太多拒绝的理由。

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