缸内喷射的意思和优点?

如题所述

缸内直喷只是将原来在进气管内的喷油改变到在气缸内直接喷油。下面在具体讲一下。
——缸内直喷技术
汽车行驶所依赖的发动机之所以能产生动力,无非就是气缸吸入空气与汽油混合后进行燃烧,进而做功推动活塞来带动整个机械结构进行运转。这是一个相对简单的过程,相信不少资深的网友已经烂熟于胸。但在油气混合及点火时,如何能够让每一滴汽油都发挥最强效能,就已经在汽车发展的百年间经历了巨大的变化。
传统的化油器技术以及后来的电子控制喷射技术相信大家都已经明白,化油器是根据经过化油器的空气量多少来进行油气混合,精准度当然就欠奉;而进入电喷时代,电脑会控制放在进气门前的喷油嘴根据当时发动机的负荷,来随时调整喷油量。但科技发展到今天,拥有更加强大自我调整功能的缸内直喷技术已经逐渐被不少汽车厂家所应用。
顾名思义,缸内直喷的意思就是直接在汽缸体内进行燃油喷射,有别于其他将喷油嘴放在进气门前的位置,直喷发动机所燃烧的空气在进入气门前是纯净的空气,而不是油气混合体。
这样的工作原理就使得缸内直喷的发动机可以根据进气门开启的时间,来知道进入汽缸燃烧的空气量的多少,才按照当时的车辆工作需要来喷出相应的燃油量。这样就引申出另一个由缸内直喷发动机带来的新概念--分层燃烧。
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。反而在低负荷工况时,缸内直喷发动机的优点才充分体现出来。刚才已经说过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,分层燃烧时可以控制喷油嘴,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。
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。

总的来说,缸内直喷技术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。马力提升大概都能在10%左右,而且油耗相差不大。作为消费者和厂商,这种先进的技术真的想不到有拒绝的理由。
另外,至于发展得相当成熟的各种控制气门正时和气门升程技术,例如:VVT-i、i-VTEC、MIVEC等,或者是涡轮增压以及机械增压技术等,归根到底的目的都是为了能够更高效地控制空气进入气缸的效率。但能改善最后燃烧步骤的缸内直喷技术还是在逐步推广过程中,不过就像当年电喷发动机取代化油器一样,缸内直喷技术肯定会逐渐地被各大厂商所采用。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2019-10-21
你好,指的就是将汽油通过喷油器直接喷到气缸中,这种方式主要可以避免进气歧管里形成积碳,燃烧效率更好。
第2个回答  2019-10-21
缸内直喷又称FSI,FSI(Fuel Stratified Injection)燃料分层喷射技术代表着传统汽油引擎的一个发展方向。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离,汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大,并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上,所以希望喷油嘴能够直接将燃油喷入汽缸。FSI就是大众集团开发的用来改善传统汽油发动机供油方式的不足而研制的缸内直接喷射技术,先进的直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术,通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力,将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室,其控制的精确度接近毫秒,其关键是考虑喷射器的安装,必须在汽缸上部留给其一定的空间。由于汽缸顶部已经布置了火花塞和多个气门,已经相当紧凑,所以将其布置在靠近进气门侧。由于喷射器的加入导致了对设计和制造的要求都相当的高,如果布置不合理、制造精度达不到要求导致刚度不足甚至漏气只能得不偿失。另外FSI引擎对燃油品质的要求也比较高,目前国内的油品状况可能很难达到FSI引擎的要求,所以部分装配了FSI的进口高尔夫出现了发动机的水土不服。此外,FSI技术采用了两种不同的注油模式,即分层注油和均匀注油模式。发动机低速或中速运转时采用分层注油模式。此时节气门为半开状态,空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部,由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时,少量的燃油由喷射器喷出,形成可燃气体。这种分层注油方式可充分提高发动机的经济性,因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外,燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可,而FSI使其与理想状态非常接近。当节气门完全开启,发动机高速运转时,大量空气高速进入汽缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。从而促进燃油充分燃烧,提高发动机的动力输出。电脑不断的根据发动机的工作状况改变注油模式,始终保持最适宜的供油方式。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放

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第3个回答  2019-10-21
缸内喷射也就是缸内直喷,喷油器直接将高压燃油喷入气缸,可使混合气更加均匀,燃烧更快,动力提升,油耗略有降低。但对燃油系统技术更高
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第4个回答  2019-10-21
FSI发动机,就是“缸内直喷发动机”,“直喷式汽油发动机”。 它最大地优化了进气混合效率,使高效节油和大功率输出不再矛盾。奥迪FSI增加了火花塞点燃式发动机的扭矩和输出,同时增加了15%的经济性,为降低排放奠定了基础。与常规的点燃式发动机相比,FSI可将燃油直接喷入燃烧室,不再需要节气门,降低了发动机的热损失,从而增大了输出功率并降低了燃油消耗。 具体的说: FSI是Fuel Stratified Injection的字母简写,中文意思是燃料分层喷射技术,它代表着今后引擎的一个发展方向。 燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃?顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低,汽油与空气之比可达1:25以上。 大众FSI发动机利用一个高压泵,使汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流,使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内,以分层填充的方式推动,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25:1以上,按照常规是无法点燃的,因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气,混合比达到12:1左右,外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后,燃烧迅速波及外层。 传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。汽油在歧管内开始混合,然后再进入到汽缸中燃烧。空气跟汽油的最佳混合比是14.7/1(也叫理论空燃比),传统发动机由于汽油跟空气是在进气歧管内混合,那么他们只能均匀的混合在一起,所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力性和经济性,但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离,汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大,并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上,这就的理论空燃比很难达到,这是传统发动机无法解决的一个问题。 要想解决这一难题,就必须把燃油直接喷射到汽缸中去,这就是奥迪的FSI燃油直喷发动机可以做的。直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术,通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力,将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室,通过对燃烧室内部形状的设计,让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气,其他周边区域有较稀的混合气,保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的精髓所在。 FSI技术采用了两种不同的注油模式:分层注油和均匀注油模式。在发动机低速或中速运转时采用分层注油模式,此时节气门为半开状态,空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部,由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时,少量的燃油由喷射器喷出,形成可燃气体。这种分层注油方式可充分提高发动机的经济性,因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外,燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可,而FSI使其与理想状态非常接近。当节气门完全开启,发动机高速运转时,大量空气高速进入汽缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。从而促进燃油充分燃烧,提高发动机的动力输出。电脑不断的根据发动机的工作状况改变注油模式,始终保持最适宜的供油方式。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放。 FSI直喷发动机既然有如此多的技术优势,相应的其对发动机硬件或者油品的要求必然也很高。首先,它的喷油器安装在燃烧室上的,汽油直接喷注到汽缸当中去,油路必须具备比缸内更高的压力才能把汽油有效的喷注到汽缸当中去。燃油管道内的压力提高以后,管道的各个接头的密封处的强度也要随之提高。这样,对喷油器的设计和制造工艺也提出了更高的要求。而且由于喷油器是直接安装在燃烧室上的,那么必须需要喷油器有耐高温的能力。其次,FSI直喷发动机的压缩比很高,达到了惊人的11.5,在这种情况下对油的标号和油质要求就很严格。就目前中国的情况来说,必须使用98号的高清洁度汽油。 就技术来说,FSI缸内直喷发动机非常适合目前油价容易上涨的市场需要。作为奥迪公司和竞争对手抗衡的一张王牌,这款发动机有它自身强大的生命力,必然会引领发动机的发展趋势。 FSI特点是:能够降低泵吸损失,在低负荷时确保低油耗,但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。下面分别详细阐述: FSI发动机按照发动机负荷工况,基本上可以自动选择2种运行模式。在低负荷时为分层稀薄燃烧,在高负荷时则为均质理论空燃比(14.6-14.7)燃烧。在这两种运行模式中,燃料的喷射时间有所不同,真空作动的开关阀进行开启/关闭。在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中,燃油则是在进气冲程中喷射。理论空燃比的均质混合气易于燃烧,不必借助涡流作用,因此,由于进气阻力减少,开关阀打开。而在全负荷以外,进行废气再循环,限制泵吸损失,由于直喷化而使压缩比提高到12.1,即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中,仍能降低燃油耗。进一步说,在FSI发动机中,在低负荷与高负荷之间,作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧,在这种运行模式中,燃油在进气冲程喷射,并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流,开关阀被关闭。这时,阻碍燃烧的废气再循环(EGR)暂不进行。与均质理论空燃比燃烧不同的是,吸入空气量超过燃油的喷射量。 如上所述,根据FSI发动机运转状态,在分层稀薄燃烧到均质理论空燃比燃烧过程中,空燃比连续变化。因此,三效催化转化器不能够净化排放气体中的NOx。这是因为三效催化转化器要利用排气中的HC或CO进行NOx还原反应的缘故。在稀薄燃烧中,在排放气体中残留很多氧气,不能进行NOx还原反应。为了使NOx吸储型催化剂获得高效功能,其温度必须保持在250-500℃范围内。当超过这一温度范围发动机会自动转换到均质理论空燃比燃烧,并通过三效催化转化器进行废气处理。然而这又与燃油经济性下降相关,为此,必须增加废气冷却装置。利用这种冷却装置,排放气体通过NOx吸储型催化转化而被冷却,由于稀薄燃烧的范围宽,催化转化器的寿命也延长。然而,NOx吸储型催化转化器会受到硫侵蚀而中毒,所以必须把汽油中的含硫量尽量降低到最少。但是,如前所述,含硫低的汽油不是到处能供应的。大众汽车公司采取的措施是,把催化剂反应温度提高到650°以上,从而把附着在催化剂上的硫通过燃烧而加以消除。 在高速行驶时,能够保持这样高的催化剂温度,但是,在城市内行驶时则催化剂温度下降,就不能烧除附着在催化剂的硫。为此,通过NOx传感器监视硫附着在催化剂上的程度,根据监测情况提高排放气体的温度。作为其措施,一般采用点火正时延迟,尽管这样做会引起燃油经济性恶化,但是为了净化处理NOx,这是不得已而为之。

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