拒絕專業術語!從化油器到缸內直噴技術
汽車發動機要工作,需要將汽油與空氣體混合,燃燒做功。這個問題看似簡單,但如何有效地將燃油與空燃氣混合,一直是工程師們努力思考的問題。據說原車的供油系統原理和酒精燈差不多,是不是不可思議?
對了,現代汽車所謂的“油門”其實和汽油沒什么關系。油門踏板與節氣門相連,也就是說我們能控制的是發動機的進氣,然后根據進氣確定噴油量。那么如何確定噴油量呢?我們常見的有以下幾種:
●化油器
如今,市場上使用化油器的汽車很少,但它已經占據了很長一段時間。化油器的原理相當簡單,就是一根沒有任何電子控制的管子。如圖所示,該管的位置插入進氣管的臂中。一邊是儲存燃油的小容器,另一邊通向進氣管。通過純物理原理,小管道中的燃油可以自動吸入進氣管。
“化油器原理示意圖”
這個原理恐怕沒有人不知道:把兩張紙放在嘴上然后吹氣,紙片不會飄向兩邊,而是聚集在一起。之所以會出現這種現象,是因為流速快的氣體會產生低壓,而周圍流速慢的氣體壓力會更高,所以紙片會被推到一起。汽車發動機的化油器使用同樣的原理。由于/空氣體流速越快,氣壓越低,吸出的燃油越多。可以說這是一個單純基于物理原理的簡單可靠的裝置,成本更低。
但是從現代的角度來看,這個設備有很多問題。化油器通常安裝在節氣門前面,燃油被吸出后還要經過節氣門和進氣歧管,這就不可避免地導致一部分燃油粘在節氣門和歧管壁上,不利于燃油的精確控制。此外,純物理原理要求更高的條件,如空氣體溫度。當溫度較低時,燃油和空氣體的混合會受到嚴重影響。這就是以前的車在冬季起步時需要長時間預熱的原因。
●機械燃油噴射
由于化油器不能滿足人們對經濟性和環保性的要求,人們開發了機械式燃油噴射裝置。汽油機的機械噴油系統依靠發動機曲軸的動力來驅動油泵工作。燃油達到一定壓力后,從噴油器噴出。
“噴油器噴油的瞬間”
與化油器相比,機械噴油裝置在燃油控制精度上有一定的提高,但仍有一些不盡人意的地方。早期的機械式燃油噴射裝置只是簡單地更換了化油器,化油器仍然安裝在節氣門前面,空氣燃油混合物仍然要走很長的路才能到達氣缸,這就是所謂的單點燃油噴射。
●電子燃油噴射
隨著科學技術的發展,電子燃油噴射裝置應運而生。其工作原理是通過安裝在進氣管內的空氣壓傳感器或空空氣流量傳感器計算氣缸的進氣量,并將獲得的數據傳輸給發動機電子控制單元,經計算后控制電磁閥噴射適量的燃油。
“多點燃油噴射”
另一項重大創新是多點燃油噴射。燃料噴嘴不是被噴射到進氣管中,然后被輸送到每個進氣歧管,而是被布置在每個氣缸的每個進氣歧管的端部,從而大大縮短了空氣-燃料混合物行進的距離,并提高了燃料噴射的精度和效率。特別是電子節氣門的出現,使ECU能夠更全面地控制發動機動力輸出,進一步提高燃油經濟性。
●缸內直噴
在對能源和環保要求日益嚴格的今天,即使是多點燃油噴射技術也無法滿足人們的要求,于是一種更加精準的燃油噴射技術誕生了,那就是缸內直噴技術。缸內直噴技術簡單來說就是將原來普通電噴系統的噴油器安裝在每個氣缸內部,將油氣混合效率提升到更高的水平。
此外,缸內直噴系統的出現使分層燃燒技術成為可能。以往吸入多點噴射發動機氣缸內的油氣混合氣大致混合均勻,而分層燃燒技術依靠氣缸頂部專門設計的凹陷,使油氣混合氣在壓縮過程中聚集在火花塞附近,而周圍區域的油氣濃度相對較薄,從而節省了一部分燃油,提高了效率。俗話說“好鋼用在刀刃上”。
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