汽车技术的发展,很多技术都是在围绕着节能减排而发展起来的,最大程度的利用汽油,让其完全燃烧不浪费,油耗越低越好,排放越少越好。今天我们要说的是两个比较先进的技术,缸内直喷和闭缸技术。它们的出现,极大提高了发动机的性能和燃油效率,真正做到了油耗更低,动力更强。
在了解缸内直喷前,必须要先知道传统的喷射方式,进气歧管喷射。它是将喷油嘴安装在进气歧管内,喷油也是喷在进气歧管中,在这里与空气混合,然后在发动机吸气冲程时被吸入气缸。这种方式会导致动力响应较慢,在高负荷和高转速条件下,燃油与空气的混合不如缸内直喷均匀,导致燃烧效率和排放性能比较差一些。
而缸内直喷,是把喷油嘴直接伸进了气缸里,喷油自然也就直接喷在气缸中。它的主要优势在于能够更精确地控制燃油喷射的时间和数量。由于燃油是直接喷入气缸,能够在压缩冲程的末期接近点火时刻进行喷射,此时气缸内的空气密度较大,汽油能够迅速雾化并与空气混合,形成更均匀的可燃混合气。这样会使燃烧更加充分,提高了汽油的利用率,从而增加了发动机的动力输出,同时降低了燃油消耗和尾气排放。
此外,缸内直喷还能够实现分层燃烧。在低负荷工况下,燃油可以集中喷射在火花塞附近,形成较浓的混合气,而在气缸的其他区域则是较稀薄的混合气,这种分层燃烧的方式进一步提高了燃油经济性。一般来说,相比传统喷射方式的同排量发动机,动力提升比较明显,油耗可降低10%至 15%。
缸内直喷还是有很多技术难点的,比如喷油压力非常大,单靠汽油泵的压力远远不够,必须额外配备高压油泵和高精密度的喷油嘴。因为喷油嘴在气缸里面,要一直经受着高温高压,工作环境特别恶劣,这就需要喷油嘴的质量足够好。其次,电控系统也更加复杂,需要对喷油时刻、喷油量、点火时机等进行精密控制。因此,在很多经济型小车上,依然会使用传统的歧管喷射,结构简单、成本低,也不容易出问题。就算出了故障,维修相对简单,维修费用也不高。
接下来,我们再来看一下闭缸技术。闭缸技术,听名字就能想象出是什么意思,就是在特定工况下,使发动机的部分气缸停止工作。我们知道,发动机在运转时,每个气缸都在不停地做功,推动活塞上下运动,从而产生动力。但在某些情况下,比如巡航状态或者低速行驶时,发动机并不需要输出太大的动力。
此时,所有气缸都工作就显得有点浪费,有闭缸技术,就可以关闭部分气缸。这样一来,原本四个气缸都在工作,关闭了两个气缸,只有两个气缸在烧油,当然油耗就会下降,同时也不会影响车辆的动力输出和正常行驶。此外,只剩下两个气缸工作,它的负荷会略有增加,燃烧效率就会得到提高,从而也能达到降低油耗的目的。
闭缸技术通常是通过一套复杂的控制系统来实现的,不仅仅是通过电脑对其中一个气缸不喷射燃油,同时也会断开气门与凸轮轴的连接,气门也不会开关了,减少了进排气的阻力。比如凯迪拉克XT4,它是依靠在可变气门升程技术上,通过对其中的两个气缸加入没有升程的凸轮轴,然后根据油门开度的大小来决定这两个气缸是否关闭,从而实现闭缸技术。闭缸技术的好处还是挺大的,它能够在保证动力性的前提下,有效降低燃油消耗和排放。特别是在城市拥堵路况以及中等车速的巡航时,闭缸技术都能够发挥很大的作用。