本来,小威今天是打算说FSI(Fuel Stratified Injection)——燃油分层喷射的,结果发现要说这个得先提到缸内直喷技术(Gasoline Direct Injection,GDI),结果这一技术就值得好好探讨一番了。作为有划时代意义的缸内直喷技术,到底在发动机技术的历史上充当了怎样一个角色?
缸内直喷的出世
动力翻倍,油耗降低不少
1955年,在奔驰300SL代号为M198的发动机上,首次运用了机械式汽油缸内直喷系统。
与当时普遍采用化油器的同排量汽油机相比,动力水平翻倍!并且油耗也降低了不少。
但是由于技术不成熟,导致机油更换频繁,尾气排放污染严重等一系列问题,GDI这朵花在德国没开多久就凋零了。
缸内直喷的跃进
应用GDI技术的三菱发动机五年破百万销量
随着电控技术的发展,1996年,三菱汽车在4G93的1.8L发动机上首次加入了电控汽油缸内直喷系统。
当时市场反馈一般,但是三菱没有止步于此,经过不断改良,五年后,应用GDI的各款发动机销量突破百万。
继三菱之后,日产、丰田以及一些欧洲国家也相继接轨GDI技术,世界车坛掀起了GDI发动机研制开发利用热潮。这朵曾经在德国凋谢的花,在日本三菱结出了甜果。
中国第一台直喷发动机
三菱4G63开启了中国汽车的直喷时代
在21世纪初,中国民用汽车工业的发动机技术还停留在机械式化油器上,意欲搭载上新技术的帆船可谓是多方受阻。
直至2001年沈阳航天以技术转让的形式将4G63引进国内生产,才让缸内直喷得以引入,随后很多自主品牌车企都搭载了这款4G63发动机。
4G63可以说是中国汽车工业发展史上意义非凡的一台发动机,开启了国产直喷发动机时代。
缸内直喷技术
将燃油喷嘴安装于气缸内,直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高(100bar-200bar),使燃油雾化更加细致(<20微米),实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合,并且消除了缸外喷射油气混合比例难控导致浪费、冷启动排放污染严重等问题。
而缸内直喷追求的稀薄燃烧模式,也有效降低了热量损失,提高了燃油经济性。
汽油汽化蒸发吸热,有效降低了温度,减少了爆震现象,可以进一步提高发动机的压缩比从而提高发动机效率。
但是硬币有两面,技术也是。
缸内直喷技术,构成更复杂,零件更精密,成本自然是高了一截;
由于直喷带来的积碳问题不可忽视,无形之中增加了一大笔发动机保养成本;
直喷的排放问题同样很大,温度低、氧浓度高都会影响三元催化对有害气体(NxO)的转化。
直喷对油品的要求更高,油品里的杂质可能让催化中毒,也会加重积碳形成。
不论如何,小威个人觉得缸内直喷仍是利大于弊,随之衍生出的FSI、TSI等一系列更具适应性的发动机技术,都在不断改善发动机性能。但是由于油品问题很多技术在我们这里被迫“阉割”了,油品改善之路,实话是,任重道远,难难难!不过小威仍抱着巨大希冀,毕竟摆脱油品质量的钳制,无疑将为发动机技术耕出一片沃土! 缸内直喷技术仍是备受争议,看得见的进步却也有痛得狠的代价。GDI这朵带刺的玫瑰,您又怎么看?欢迎畅所欲言,小威期待您的分享。
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