目前使用的汽油機直噴技術現狀是什麼?

大家都知道汽油機直噴技術有均質和分層兩種模式,但問題來了,目前使用直噴是不是基本還是保留節氣門而通過進氣量決定噴入油量,達到均質燃燒。希望得到大家的知識普及
原文有個錯誤,我重新編輯了。
原文:大家都知道汽油機直噴技術有均質和分層兩種模式,但問題來了,目前使用直噴是不是基本還是保留節氣門而通過進氣量決定噴入油量,達到均質燃燒(λ=1)。希望得到大家的知識普及


我可以給你介紹一下Bosch Motronic 汽油直接噴射系統。
在這個EMS系統中,發動機有三種運行模式,分別是你所說的分層燃燒模式均質燃燒模式,還有一種均質稀薄燃燒模式

如圖所示:

分層充氣模式

至中間負載和轉速區域為止,發動機一直運行在分層充氣模式中。在分層充氣模式中發動機 Lambda 值在1,6 至3 之間運行;節氣門處於脫開狀態,這樣節氣門的開度更大並且吸入空氣時遇到的阻力也較小。

此時:

燃燒室中心的火花塞周圍有極易點燃的混合物。

混合物被一層由新鮮空氣和再循環廢氣完美組合的外層包圍。

此時發動機需要多次噴射,進氣行程噴射一次,壓縮行程噴射一次,從而形成分層混合氣。

當:

發動機在相應的負載和轉速區域中

系統中沒有與廢氣排放相關的故障

冷卻液溫度高於 50 °C

氮氧化物感測器準備就緒並且

氮氧化物存儲式催化轉換器的溫度在 250 °C 至500 °C 之間。

發動機切換到分層模式


均質稀薄模式

在分層充氣模式和均質充氣模式之間的過渡區域中,發動機運行在均質稀薄充氣模式中。這些稀薄的混合物被均質地(均勻地)分布在燃燒室中。空氣/燃油混合比約為Lambda 1.55.

此時發動機進氣行程噴射。

均質充氣模式

在更高負載和轉速的區域中,發動機運行在均質充氣模式中。在這種操作模式中,空氣/燃油比約為Lambda=1。

此時發動機進氣行程噴射。


當然還有Lambda&<1的情況:

當發動機冷啟動,發生爆震,排氣溫度過高需要保護催化劑,需要功率加濃時,等等,發動機會供給加濃混合氣,此時Lambda&<1,屬於開環控制。


發動機採取哪種操作模式都是ECU根據扭矩,功率,排放,安全要求等等要求來進行判斷的,也並不是以上所說的那麼死板。

你明白我的意思嗎

當然我也就只知道理論知識而已

要有錯誤,請指出。


直接說結論的話就是我了解的範疇內現在的汽車汽油發動機都是由進氣量決定噴油量的,但均質燃燒並不意味著λ一直要等於1。

不過感覺題主對一些概念有些模糊,我也沒太看明白究竟是想問什麼,就暫且先稍微說明一下汽油機的噴油量(噴射時間)到底是由什麼決定的。

首先,一般汽車汽油發動機上都會裝有節氣門來控制進氣量,這是最簡單實用的控制內燃機動力輸出的機械裝置,就目前的科技水平來說用不著節氣門的目測也就只有EV和FCV這種非內燃機新能源車了。

然後,決定噴油量的參數往大了說有兩塊,一是基礎噴油量,二是補正噴油量。

一是定值,是個由轉速和負荷決定的三次元MAP,做基礎噴油量標定的時候一般以實現理論空燃比為準;二就非常複雜了,根據環境和駕駛情況不同而不同。現在網上傳的一些奇怪理論一般問題都出在無視了這個變數。

實際上,因為二的存在,在實際汽車行駛過程中無論直噴還是歧管噴射,均質燃燒還是分層燃燒,λ都不是一直為1。

根據實際需要,過量空氣係數在汽車駕駛過程中一直是個變數,比如啟動時加濃,暖機加濃,氣溫修正,大負荷加濃,過渡工況修正,怠速穩定修正等等。

所以說網上那些說理論空燃比是14.6所以渦輪增壓不省油的根本就沒理解發動機油耗測試循環是個變工況而不是台架上跑固定轉速負荷啊……

好像有點跑偏了。不過由於沒怎麼弄明白題主究竟想知道什麼暫且就答這些,如果題主有追加問題我再試著補充回答。


均質燃燒不是λ=1。

均質燃燒是相對分層燃燒而言,氣缸內的混合氣體是均勻的。分層燃燒是指火花塞附近的混合氣濃,遠離火花塞的地方混合氣稀薄,這叫分層燃燒。至於為什麼要分層燃燒。分層燃燒優點在於:燃燒的地方濃度比較濃,但整體空然比比較大,濃度稀。原理是這樣的,火花塞附近濃度高,容易點燃,隨著燃燒的擴散,壓力增加,未燃燃油擠到邊際處,這會兒邊際處濃度也變濃了利於燃燒。時髦點這叫稀薄燃燒,稀燃。燃油就那麼點,合理的布置燃油的分配而已,就跟田忌賽馬似的,這樣能懂?

λ是指過量空氣係數:燃燒單位質量的燃油實際使用空氣量和理論上完全燃燒需要的空氣量之比。
GDI,缸內直噴,更多的像柴油機一樣,利用感測器採集進氣量,ECU決定噴油泵來控制噴油量。

真想把整本書給你拍照拍下來!!!
我想問題主是學生還是純粹的業餘愛好者?學生的話就多看書!!


題主問題方向沒太看明白,爪機隨便扯幾句好了。

目前各家廠商都努力研發想精確控制噴油量和混合氣的燃燒,方法各異不過方向都差不多。這裡要明白一點,我覺得上面文川兄說的對,發動機的實際工況不同於台架試驗,是複雜多變的。控制噴油脈衝寬度的因素也很多,比如溫度,進氣壓力,節氣門開度等等。ECU的演算法裡面會包含工程師考慮到的因素對混合氣燃燒的影響,通過控制噴油量控制燃燒方向。不管是均質燃燒還是稀薄燃燒都是工程師希望達到的目標,從宣傳上看確實有某些廠家達到了這個目標,但是實際上沒有那麼理想。
均質燃燒從理論上來講是可行的,通過控制噴油量,合理設計燃燒室形狀等等。但是我個人覺得目前還沒有哪家能做到,因為混合氣在密閉空間內的燃燒基本相當於爆炸啊,控制爆炸的方向是很難的……分層稀薄燃燒一開始的設計方向是通過缸內直噴,霧化的燃油對著活塞凹坑,然後會上旋到火花塞附近,這樣就變成了火花塞附近濃度較大,並且呈射線狀擴散,點火之後也會呈射線狀從著火點向外擴散…但實際上沒那麼理想,至少從拆下的某些有這技術的活塞積炭上看並不理想。
好像跑偏了,算了,繼續跑…
VW家現在有運算速度最快的電腦,1.4T還是積炭嚴重啊,說明混合氣過濃的工況下過量空氣係數跟台架試驗結果不同大大滴有啊!此處沒有黑VW的意思,起碼能看得出來他們家工程師努力想解決這個問題,不然用那麼快的電腦幹嘛,不就是想在噴油量跟點火修正上下功夫么…
所以,我一直都覺得所謂的均質燃燒和分層稀薄燃燒都是比較水的一種說法…

再插一句,日本某家在搞兩套噴油系統的方案,歧管噴射和缸內直噴針對不同的工況共同作用,以達到均質燃燒的目的,具體表現從實驗數據不錯,不知道實際咋樣。

以上。


無法清洗氣門和進氣道的積碳以及無法通過燃油給進氣降溫,造成高溫工況下廢油的問題


已被廣泛應用。


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