汽油发动机主要通过歧管多点电喷、缸内直喷和混合喷射三种方式将汽油引入发动机燃烧。
其中,歧管多点电喷方式由单点喷射演变而来,单点喷射在节气门后方的总管上安装喷油器,无法精确控制每个气缸的进油量。多点电喷则在每个发动机进气道上安装喷油器,喷油器将汽油喷入独立的进气道内与空气混合后进入气缸。这种喷射方式可以确保汽油和空气的均匀混合,控制每个气缸的混合气比例,并在混合气进入气缸时起到清洁气门的作用,从而减少积碳的形成。
另一种喷射方式是缸内直喷,这种技术将喷油嘴伸入气缸内部,直接将汽油喷入气缸内与空气混合,形成混合气。缸内直喷技术最早应用于柴油发动机,后来被引入汽油发动机。这种喷射方式通过高压油泵使得汽油雾化效果更好,配合活塞顶部的特殊结构,使得进入气缸的空气形成涡流,进而与喷入的汽油形成混合气。这种混合气在离火花塞近的区域为浓混合气,而在远的区域为稀混合气,可以实现稀薄燃烧,从而降低油耗。
此外,缸内直喷发动机还具备较高的压缩比,从而提高发动机性能。然而,在低负荷区间时,由于喷油量较少,燃烧时间较短,可能导致排气温度低,影响三元催化器的转化效率,从而增加碳氢化合物和一氧化碳的排放。
为了解决缸内直喷和歧管多点电喷的缺点,出现了混合喷射技术。混合喷射技术结合了多点电喷和缸内直喷的优点,通过在歧管和气缸内分别安装喷油嘴,根据车辆负荷的不同,使用不同的喷射方式。
在中低负荷时,歧管内的喷油嘴先喷少量汽油与空气混合进入气缸形成稀混合气,随后在压缩行程末端由缸内喷油器进行第二次喷油,使得火花塞附近的混合气达到点燃浓度,点燃的浓混合气燃烧后提高气缸内的温度,从而使得稀混合气也能点燃,进而最大限度地利用每一滴汽油,减少颗粒物的产生,提高燃油经济性;在高负荷时,歧管内的喷油嘴不工作,气缸内的喷油嘴直接将汽油喷入气缸,从而大幅提高发动机的动力性能。
混合喷射技术很好地避免了歧管多点电喷和缸内直喷的缺点,充分利用了二者的优点,使得发动机的性能和燃油经济性得到了很大的提升。目前,已有不少车辆开始使用混合喷射技术,未来会有更多汽车采用这种技术。
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