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缸内直喷发动机和多点电喷发动机的区别 --- 慢几步,深几度

取之于新车评,用之于新车评。

作者:吾晓东

问:买车是直喷好还是多点电喷好?

---问题来自:jinqiang

答:你好,在判断直喷和电喷哪种方式更好之前我们先来以理清两种燃油喷射方式的基本原理及其区别。

在早期汽车的供油方式是化油器形式,后来逐步演化为电喷,最近几年开始在我们民用车上大面积出现了缸内直喷。其中化油器由于如今市面上存在的车型极其少因此不做讨论。

我们就拿电喷来说,电喷发动机也分为单点电喷和多点电喷,我们目前市面上绝大部分电喷的发动机都是采用多点电喷形式,单点电喷我们在早期的自主车型上可以见到,电喷发动机喷射燃油时是先喷射至进气歧管,然后通过与空气混合最后再被吸入气缸压缩点火做功。而单点电喷和多点电喷的区别在于多点电喷是每个气缸外部单独享有一个喷油嘴,而对于单点电喷发动机而言所有气缸只能共享一个喷油嘴,多点电喷消除了单点电喷由于进气歧管长度的不同导致混合气进入每一气缸的的时间和进入的量的不同。总的来讲多点电喷使得整个过程更可控并且喷油嘴喷射的燃油距离气缸的距离比单点电喷时更近了一步。

而当进化到缸内直喷之后,喷油嘴从进气歧管被移到了气缸内,这就导致从进气歧管吸入气缸的仅仅只有空气而非燃油混合气,这些被吸入气缸的空气在气缸内直接与汽油混合,这就消除了在电喷时候燃油和空气的混合受进气气流的影响的可能。而既然燃油与空气在气缸内可以混合得更加均匀同时不再有汽油颗粒附着于进气歧管,同时加上缸内直喷的喷油量可以通过气缸进气量更加精准的进行调整,因此理论上缸内直喷发动机会比电喷发动机更加省油。

但正是由于燃油和空气的混合气不再需要经过进气歧管,而实际上空气中是会存在杂质的并且在电喷发动机时期燃油和空气的混合气经过进气歧管是可以起到净化的作用的,因此通常而言直喷发动机的积碳问题会比传统电喷发动机严重的多的多的多。

事实上我们都知道直喷的发动机在低温时候本身积碳问题就比较严重,而丰田在最新一代车型上也都采取了缸内直喷和进气歧管喷射两套供油系统,它的其中之一的目的是说为了增强动力,但我个人觉得解决积碳问题是这套双喷射系统的一大原因。(由于目前还没有足够里程数的发动机拆机样本,因此还不好下定论双喷射系统能否解决积碳问题)

通常很多人会问为什么缸内直喷的发动机(我这边指的是在同样没有涡轮增压的情况)会比同等条件下电喷发动机动力更强,通常我们的回答也会是“油气混合不再受进气气流影响而使得混合更均匀从而使得燃烧更充分”同时进气歧管壁附着的汽油颗粒为零以及由于直喷发动机可以根据进气量更为精准的调整喷油量等等,但我觉得除此之外还因为电喷发动机吸入的混合气是被动的吸入,而直喷发动机由于吸入的仅仅是空气,混合气中燃油的比例是由ECU通过喷油嘴主动喷射,因此同等量的气缸内直喷发动机的含油量会比电喷发动机的更高,根据能量守恒原理更高含油量的气缸所提供的动力自然更强。(这边有些绕,暂时还没有想到有更好的表达方式,仅个人想法)

谈到直喷肯定要谈到涡轮增压,涡轮增压+直喷很多人会觉得说这套动力系统省油,省油的原理和我上面提到的差不多,但事实上并非完全相同,事实上在低温环境下经过网上大量数据的实测,涡轮增压+直喷确实是会比自然吸气电喷发动机更省油(大概在百分之十几),但若是在高温环境下(三十摄氏度以上)涡轮直喷发动机反而会比电喷发动机油耗高出百分之三十以上(具体还是要看车型),理由是涡轮直喷车型在高温环境下由于吸入的空气会经过涡轮,而涡轮本身的工作温度能够达到几百摄氏度,因此吸入发动机的空气经过涡轮的加热后温度会高达五十摄氏度以上(虽然有中冷器,但即便是经过中冷器冷却,其温度依然可以轻松达到五十摄氏度以上),加上涡轮增压的发动机本身由于缸压和温度比自然吸气更高,而涡轮直喷发动机为了给发动机降温会自动加大喷油量(通过喷油雾化来吸热)导致该种工况下的油耗出奇的高。(以上数据要是觉得不合理可以自行查询,仅供参考)

最后我们平时可能经常会看到涡轮直喷发动机要求加高标号汽油,但我想说的是高标号油品与油品质量没多大关系(标号仅仅涉及辛烷值高低,具体的区别可翻看我之前写的一篇高于燃油标号的文章),涡轮直喷发动机需要加高标号汽油更多的还是因为缸压和缸温高所致,更高辛烷值的汽油(即高标号汽油)可以降低发动机爆震的几率。

最后的最后我来回答你提出的问题,我想说直喷真的不代表先进,电喷也并不代表落后,这两者表现出来的特性真的没有太本质的差别,个人觉得电喷和直喷不应该是你选择某款车的最重要的因素,而是你要明白你要的到底是什么,你希望你能从你选的这辆车身上获得什么,是可靠性还是高性能。如果你一定要我选一个,那我觉得就现阶段直喷发动机还没能完全的解决积碳的问题同时双喷射发动机又还没得到验证可靠性的当下,我还是会选择可靠性更好技术更成熟同时无需担心积碳的电喷发动机。

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2016-04-18

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