隨著上海大眾凌渡的上市，大眾的第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)首次搭載在了國(guó)產(chǎn)車型上。作為未來幾年的大眾主力發(fā)動(dòng)機(jī)，第三代EA888受到了頗多的關(guān)注。
第三代EA888采用了混合噴射系統(tǒng)
相比前作，EA888的一項(xiàng)重大改進(jìn)就是將燃油噴射系統(tǒng)由缸內(nèi)直噴換為了有缸內(nèi)直噴和歧管噴射組合而成的混合噴射。缸內(nèi)直噴不是大眾發(fā)明的，但是缸內(nèi)直噴為國(guó)人所熟知，很大程度上是得益于大眾強(qiáng)大的宣傳攻勢(shì)?，F(xiàn)在，缸內(nèi)直噴已漸成新款發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)配，美系日系甚至自主品牌都推出了自己的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。
談起直噴，大多數(shù)人腦海里的印象都是“動(dòng)力強(qiáng)油耗低”，原因則是'油氣混合均勻，燃燒充分'。那么為何大眾要在第三代EA888上給“高大上”的直噴加上“過時(shí)的”歧管噴射呢？
在講為什么之前，我們先來了解一個(gè)非常重要的概念——“稀薄燃燒”。
稀薄燃燒
在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒的是空氣和燃料，其質(zhì)量之比被稱為空燃比。在汽油剛好 能夠完全燃燒時(shí)，其空燃比為14.7:1，這個(gè)值也被稱為理論空燃比。稀薄燃燒，顧名思義，就是說燃燒時(shí)空氣中的燃料很稀薄。在空燃比大于18:1時(shí)，就可以將氣缸內(nèi)的燃燒狀態(tài)稱之為稀薄燃燒。
稀薄燃燒的最大特點(diǎn)就是燃燒效率高，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，同時(shí)還可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。因?yàn)樵谙”∪紵臈l件下，由混合氣點(diǎn)火比理論空燃比條件下困難，暴燃也就更不容易發(fā)生，因此可以采用較高的壓縮比設(shè)計(jì)以提高熱能轉(zhuǎn)換效率。再加上汽油能在過量的空氣里充分燃燒，所以在這些條件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。
不過，稀薄燃燒也不是完美的，它也有自己的缺陷。在稀薄燃燒的情況下，廢氣中會(huì)有很多殘留的氧氣，同時(shí)排氣的溫度也較低，這兩方面的原因使得三元催化器對(duì)NOx的轉(zhuǎn)化率不高，從而增加了NOx的排放。
缸內(nèi)直噴
直噴的困擾
缸內(nèi)直噴是實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒最好的方法。采用歧管噴射時(shí)，空燃比的上限為27：1，而使用直噴時(shí)，空燃比甚至可以達(dá)到50：1以上。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)，就處于稀薄燃燒的狀態(tài)，在高效節(jié)能的同時(shí)，也排放了更多的NOx。同時(shí)，在微粒排放方面，由于油氣混合時(shí)間較短，形成局部過濃區(qū)域可能性更大，所以直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放要多于歧管噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。日本國(guó)立環(huán)境研究所的研究表明，直噴發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的微粒濃度是歧管噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的10倍以上。
右邊2個(gè)是直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞，可以看到積碳很嚴(yán)重
另外，在直噴發(fā)動(dòng)機(jī)上，火花塞點(diǎn)火燃燒的是占據(jù)小部分空間的混合氣。氣缸內(nèi)其他空間空燃比非常高，只有極微量的燃油存在，而且燃油的汽化蒸發(fā)會(huì)使氣缸內(nèi)的溫度降低。這樣一來，點(diǎn)火后，火焰在向外傳播的過程中會(huì)逐漸減弱，很容易熄火，使混合氣不能充分燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生積碳。
混合噴射，未來的選擇？
面對(duì)越來越嚴(yán)苛的排放法規(guī)，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)有些難以招架了。于是研發(fā)人員又想起了歧管噴射，并把其加入到了直噴發(fā)動(dòng)機(jī)之中，形成了一套混合噴射系統(tǒng)。
低負(fù)荷工況時(shí)，歧管噴油嘴在氣缸進(jìn)氣行程時(shí)噴油，混合氣進(jìn)入氣缸，再配合壓縮行程時(shí)氣缸內(nèi)噴油嘴噴油，從而實(shí)現(xiàn)分層燃燒；高負(fù)荷工況時(shí)，只在壓縮行程進(jìn)行缸內(nèi)直噴。這樣一來，不僅可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，還避免了上面提到的在低負(fù)荷工況下因氧氣過量導(dǎo)致的排放問題。
實(shí)際上，混合噴射也不是什么新技術(shù)了，早在十年前，豐田就已經(jīng)在2GR-FSE發(fā)動(dòng)機(jī)上配備了D4-S混合噴射技術(shù)。大家熟悉的豐田86、斯巴魯BRZ、本田NSX上也用到了這項(xiàng)技術(shù)。在未來，隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，相信混合噴射技術(shù)還會(huì)在越來越多的車型上得到應(yīng)用。
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