阉割了分层燃烧，缸内直喷还有啥优势
发布时间：2021-02-08 17:57:09 点击次数：344
说到缸内直喷engine，首先想到的是大众的金子动力组合TSI+DSG。近年来，凭借这套金子动力组合和成功的造型设计，大众汽车已在国内市场上名列前茅。
但是，每个人都只明白缸内直喷，但不知晓大众汽车的国产模型，该模型rated割了直接喷射分层燃烧的孪生兄弟。今天疆哥将带您明白缸内直接喷射之间的纠缠关系和分层燃烧。
1.什么是缸内直喷
传统发动机一般而言使用多点电子喷射技术，这意味着喷油器安装在进气歧管中，汽油在进气歧管中与空气混合形成混合气，然后才进入汽缸展开燃烧。已使用了十多年，并且经过一代又一代的优化和改进。具有成本便宜，制造维护简便，性能平稳的优点。
顾名思义，缸内直喷意味着将喷油器安装在发动机气缸上，并且在火花塞点火之前将汽油直接喷入发动机气缸中。在这种形式的燃料供应中，汽油不需要首先在歧管中与空气混合，然后直接进入气缸。它会在很短的时间内与空气混合并打算点火。因此，缸内直喷对发动机有较高的技术要求。
1）需要高压燃油导轨系统，该系统可以保证燃油喷射压力足够高，可以在需要时在很短的时间内将足够量的汽油准确地喷射到气缸中。
2）需要一套繁复的多孔喷油器，以使汽油能够在高压下很快雾化以满足点火条件。
3）活塞顶部燃烧室的形状也须要经过多次设计优化，以便流入汽缸的汽油运用燃烧室的特别形状形成滚流并提高燃烧速率。
可以看出，缸内直喷在设计，制造和电子控制方面的要求比多点efi更高。
2.缸内直喷与分层燃烧之间的关系
在正常发动机工作条件下，气缸中的汽油和空气完全混合并均匀分布在气缸中。这种燃烧方式是正常均质燃烧，在正常均质燃烧中，空气与汽油的比率约为14.7，这就是我们所谓的标准空燃比。当汽油稀时，实际上的空燃比大于标准空燃比，即空气相对较多。当汽油稀薄到一定程度时，混合物不能被点燃，这是着火的分界条件。
试想一下是不是有一项技术可以使火花塞附近的混合物变稠并在点火时满足点火边境条件，而远离火花塞的混合物则较稀疏而在点火期间则邻近火花塞混合物首先燃烧，然后火焰蔓延到远离火花塞的燃烧室空间。这样，尽管整个燃烧室中混合物的平均浓度远最低燃烧边境条件，但混合物依然可以被点燃。这个意念是分层燃烧的基本法则。
因此，如何才能在点火时意识到火花塞附近的混合物更浓，而其他地方的混合物更稀呢？因为汽油被喷入进气歧管和在进入气缸之前已完全混合，进入气缸时混合物是均匀的。基于此，另一种思路是，如果将喷油器直接安装在气缸中，请当即向火花塞附近的方向喷射燃油点火前，汽油并未足够的时间与气缸中的空气完全混合，@nz附近的混合物较浓，远离火花塞的混合物较稀，因此不能分层燃烧实现了！
因此，缸内直喷和分层燃烧就像是孪生兄弟一样，是设计制造的。将两者之间的关系归纳为一个语句（请容许我使用辩证唯物主义的行来强制它）：缸内直喷是基石对于分层燃烧，分层燃烧是缸内直喷节约燃料的最主要伎俩。
3.大众为什么我们需要消除中国的分层燃烧？
由于每单位周而复始的分层燃烧的燃油喷射量远小于均质燃烧（空燃比相近40：1），因此使用分层燃烧的发动机将更加省油。
那么，为什么大众汽车会在家用车型中cast弃分层燃烧呢？答案是：与排放有关！
我们都明白，如果空气和汽油以标准空燃比混合并完全燃烧，则会时有发生以下反应：
燃料（碳氢化合物）+空气（氧气和氮气）=二氧化碳+水+不受影响的氮气
在分层燃烧过程中，由于空气多于汽油，因此空气过剩。在高温高压环境下，空气中的氮和氧会互为反应，产生厌恶的氮氧化物（NOX），而且其生产速度远远超过@nz的催化速度@。
为了化解氮氧化物的排放，制造商在排气系统的三元催化器之后添加了氮氧化物storage催化剂。在分层燃烧条件下，它带走了剩余的氮氧化物，而这太迟了，无法催化。它转化为硝酸盐并以硝酸盐形式存储，在均相燃烧条件下缓慢催化分解。
这似乎化解了疑问。但是，由于化学反应，氮氧化物存储催化器不仅会存储氮氧化物，还会存储汽油中的硫。硫的储存将占有大量的反应物并下降转化率。投效。
因此，分层燃烧的前提是使用低硫含量的汽油，目前国内的原油产品含硫量较高，如上面的黄色曲线所示，尚不能满足汽油的分层燃烧要求。这就是大众汽车在中国消除分层燃烧的缘故。
4.取消分层燃烧后，缸内直喷有什么优势？
有人会说，如果取消分层燃烧，缸内直喷是从未含义的。
基于这种见解，疆哥认为这不是完全偏差，也不是完全正确。分层燃烧对于缸内直喷engine确实是十分关键的技术，但是即使取消分层燃烧，缸内直喷engine依然与多点efi发动机相比之下，具有许多无与伦比的优势。
1）缸内直喷将雾化的汽油直接喷入燃烧室。由于汽油的相变（挥发和吸热），它对燃烧室中的混合气有一定的冷却功用，因此发动机的充气系数会相应增加，功率会有所提高。
2）在冷却的混合气体的燃烧过程中，爆震趋向减少。相应地，可以将发动机的压缩比设计得更高，可以提高热效率，并且可以减小燃料消耗。
3）使用缸内直喷发动机，燃油喷射更加精确;此外，由于燃油喷嘴和活塞顶的精确设计，燃油喷射形状和混合气的滚流气缸的控制更细心，可以使燃烧更加充分，热效率和排放可以获得更好的改善。
