直喷发动机和电喷发动机有什么区别?有什么优缺点吗?
直喷、电喷发动机,各有各的优势,但也各自存在不足;简单点说,直喷发动机是当今的主流,而电喷发动机正在发挥自身的余热;缸内直喷发动机可以大幅度提高压缩比,对于动力、燃油经济性都有显著的提高,但在低温、低负荷环境下直喷机的劣势较多,优势在于中高负荷区域;电喷机现在已经很少见了,估计用不了多久市场上也就没有电喷了。。。
简单阐述下电喷、直喷的命名规则,实际上现如今的电喷、直喷发动机都是电喷,因为二者同属电控喷射内燃机!电控内燃机的最大特点就是,油门只控制节气门、也就是决定进气量的大小,而喷多少油,则由系统根据氧传感器的回传数据来决定,进气量大、多喷,进气量小、少喷;这与过去的化油器发动机完全不一样;化油器时代,油门控制的是喷油量,喷多少由我们的脚来决定;而电喷就是由系统取代了油门对喷油量进行控制!进入电控内燃机时代后,最先诞生的是电控歧管喷射发动机,因为那个时候市场上还有部分化油器车的存在,所以为了区分二者、并显示新科技的独到之处,就将电控歧管喷射发动机叫成是电喷;可没过几年,电控缸内直喷发动机又研发成功了,它也是电控喷射的,叫电喷也没问题,但这样一样就没办法区分了,所以就将电控缸内直喷发动机叫成了直喷,这就是二者名字的来源,同为电喷,但为了进行差异化区分,就把歧管喷射称之为电喷、缸内喷射被称之为直喷!
电喷、直喷的差异如上图所示,电喷(歧管喷射)发动机,燃油喷射在进气歧管内(进气道),燃油与空气在歧管内进行混合后,在进气门打开时被吸入燃烧室压缩、点火、做功,与直喷发动机相进行比较,电喷发动机的燃油、空气有更充足的时间进行雾化、混合,所以在发动机低温、低负荷时的表现更好;而极少会出现车辆在冬季冷启时的湿壁现象,简单点说就是电喷机不容易出现机油增多!又因为燃油喷射在进气歧管之内,由于汽油本身就是清洁剂,所以歧管喷射发动机的进气道、进气门背面往往很干净,不像直喷机那么厚厚的一层积碳!如上图所示,缸内直喷发动机很容易理解,喷油嘴布置在燃烧室内,采用高压喷油策略,让燃油雾化程度更高、更细腻,让燃烧更加的充分,其次就是缸内喷嘴可以让雾化油气距离火花塞更近,所以燃烧也进行的更加彻底;不过缸内直喷发动机在低温下、冷启时,燃油雾化受制于燃烧室的空间不够,所以低温条件下与空气的混合并不理想,由于冷启的怠速阶段进气量并不充分(系统还要加浓),所以此时的混合气过浓、影响排放;其次就是雾化不好的燃油遇到冰冷的缸壁,很容易重新凝结成液态汽油,并顺着缸壁、活塞环之间缝隙,流入到曲轴箱之中,污染机油!
电喷、直喷各自的优势电喷发动机(歧管喷射),燃油喷射在进气歧管内,可以很好的与空气进行混合,所以在低温、低负荷的时候,它的混合气体浓度控制的更理想,不会造成混合气体过浓、不会导致燃油稀释、不会影响排放!但缺点在于已经混合理想的气体被吸入燃烧室内直接被压缩、缺少直喷机丰富的喷油策略,所以电喷机的压缩比往往控制的很低,因为电喷机单一的喷油策略压制不住高温,无法合理的控制高温,就容易导致爆震,所以电喷机的压缩比往往会止步于11,再高些或许也可以,但用脱离市场的高标号汽油来抑制爆震并不是理想的解决方案!缸内直喷发动机最大的优势在于它可以在电喷极限的基础上继续提高压缩比,比如上文中提到电喷机止步于11的压缩比,而缸内直喷可以继续把压缩比提高到13、甚至更高;自从奥托先生吃面包领悟了压缩比,内燃机的发展就朝着不断提高压缩比的路线前进,所以能将压缩比提得更高的机器就是更好的,而电喷机止步于11,那就早晚将被淘汰!原理也非常简单,缸内直喷燃油在燃烧室内喷射,燃油雾化会吸收大量的热,借此可以抑制点火前高温、抑制爆震;如果抑制不住,直喷凭借丰富的喷射策略,还可以进行一次、多次补喷,甚至可以在压缩冲程终了时再喷(让燃油不被压缩、抑制温度上升),所以直喷机可以很好抑制爆震,所以它敢提高压缩比;所以这就是电喷越来越少的原因,在内燃机的发展路径中,更高的压缩比就是王道,而压缩比已出现瓶颈的电喷自然就难以生存了。。。
精确的喷油控制、丰富的喷油策略,另直喷发动机的潜力巨大。。。内燃机目前的阶段还是在用尽各种手段提高压缩比,比如用先进的配气技术来实现阿、米循环,比如用凹孔活塞去进一步抑制高压缩比时的爆震(将混合气聚集在很小的空间,进行点火时可以缩短火焰传播路径,只要火焰传播速度大于自燃速度,那么就可以避免爆震);而未来的趋势将是实现稀薄燃烧,大幅度提高空燃比(理想的14.7并不是终点),可以用更少的油进行充分燃烧,获得更大的功(劣势在于空燃比过高,火焰传播无力,可以起到更好的燃油经济性,但牺牲了动力),而只有直喷才能提高稀薄燃烧的边界!要想实现更大边界的稀薄燃烧,首先要实现的就是分层燃烧;如上图所示,这就是缸内直喷发动机实现分层喷射的示意图,因为它的控制精确、可多次喷油,所以在燃烧室内可以从上至下、由浓到稀的喷出多个油气层,离火花塞最近的浓度最高(空燃比接近14.7),所以依靠火花塞跳火引燃第一层,之后火花已经扩散传播逐一引燃下面的多个稀薄层,这就是直喷的好处,它可以喷出这么多个不同浓度的油气层,逐渐的降低浓度;因为这里面牵扯到一个点燃问题,直接把空燃比弄太高、太稀薄,就点不着了,所以先分层、在逐一引燃就成了主要的发展趋势(实在点不着了,还可以进行压燃,点火着一个点;压燃着一个层)。。。电喷发动机就有些尴尬了,它也可以实现分层燃烧,但它的喷油嘴在燃烧室外,即便在燃烧室外的歧管内行程多个浓度的油气层,但被吸入燃烧室后,各个层也就混合到了一起,所以歧管喷射发动机控制分层很难,可分的层数也很少,所以它没办法将最末端层的空燃比提得太高,所以电喷机没办法实现超稀薄燃烧,也就是说电喷机没办法提高稀薄燃烧的边界;我们常见的、具有分层燃烧功能的发动机,都是直喷,对吧?这就是因为电喷机歧管喷射的位置、单一的喷油策略,很难分层!上面就是电喷、直喷发动机的差异了,实际上电喷发动机除了不容易出现燃油稀释、不容易产生进气道积碳外,真找不到其它的优势;没办法抑制爆震,导致压缩比提不上去就是电喷机最大的缺陷,未来的内燃机是奔着高能、高效去发展的,而要实现这两点,更高的压缩比是唯一路径;所以更高的压缩比就是核心,所以这就是直喷机能取代电喷的原因,直喷发动机的缺点同样不少,比如低温下雾化差、排放差、积炭多等等,但它把内燃机的核心发展观高压缩比牢牢的掌握,所以直喷代表了内燃机未来的发展趋势!电喷(歧管喷射)发动机,也并不会彻底的没落,毕竟有主机厂也弄出了双喷射发动机,也就是在直喷发动机的基础上,在进气歧管内增加了一套低压喷射系统,在发动机低速、低负荷时,采用歧管喷射,避免缸内直喷发动机低速状态混合气体过浓的问题!而发动机在中高段负荷、转速时,则采用缸内直喷,避免高压缩比状态下,歧管喷射导致的爆震!由于多了套可以在低负荷时工作的歧管喷射系统,所以对于进气道内的积碳有很好的抑制,也避免了高发于直喷机的燃油稀释问题;不过高、低压两套喷射系统、也导致其更高的价格,所以双喷射也许并不是最合理的解决方案!

直喷发动机和电喷发动机有什么区别?有什么优缺点吗?
前些年厂家宣传产品时会说我们的车使用的是电喷发动机,而这几年又出现了直喷发动机,其实这是发动机喷油方式不同而已。
电喷发动机电喷全称是电控燃油喷射系统,在进气歧管末端靠近进气门的位置安装有喷油嘴,油箱里的油泵提供压力,在发动机进气冲程进气门打开时相应气缸的喷油嘴打开喷油,汽油随着气流被吸入气缸完成进气冲程。进气门吸入的是汽油和空气的混合物。比如上图中红色箭头所指的就是喷油嘴,它位于进气歧管末端,对准进气门背面喷射。
缸内直喷缸内直喷顾名思义就是把汽油直接喷射到气缸里,利用高压油泵提高压力,在吸气冲程进气门只进空气,汽油从缸盖上的喷油嘴直接喷入气缸。比如上图红色箭头所指的就是高压喷嘴。
两者的优劣电喷发动机的优势主要体现在和化油器发动机的对比上,电喷发动机相比于它前一代的化油器发动机是一个技术的飞跃,电控系统可以精确控制空燃比,实现动力性、环保性、经济性的提升。而且电喷系统结构相对简单、技术成熟,耐用省心。
直喷系统是电喷系统的升级,技术含量更高,使发动机的性能又上了一个台阶。缸内直喷的优势主要体现在这几点:1、喷射压力高,汽油雾化更充分,燃烧好。
2、喷油嘴在缸内,喷油时机不受进气门开闭的影响,喷油时机更灵活,可以实现更先进的控制。比如分层燃烧就是靠直喷在压缩冲程喷油来实现的,而电喷发动机在压缩冲程进气门已经关闭,没办法实现。
3、汽油直接喷入气缸后汽化吸热能降低缸内温度,一来可以增加进气量提高性能,二来降低了爆震倾向,发动机压缩比可以进一步提高从而提升热效率,而涡轮增压发动机则可以适当提升增压压力提高性能。
缸内直喷的缺点1、缸内直喷发动机零部件更多,成本更高。维修保养费用更大。
2、由于进气门只流过空气,而曲轴箱通风系统的废气也从进气门进入气缸,这样会导致进气门背面容易产生积碳。因此直喷发动机保养更麻烦。
直喷发动机和电喷发动机有什么区别?有什么优缺点吗?
对于直喷发动机和电喷发动机,笔者建议,30万以上的豪车用直喷发动机,30万以下的普通汽车,用电喷发动机就可以了。因为直喷发动机虽然燃油效率高,功率损耗低,但对于油品的要求也高,一般直喷发动机容易在缸体内产生积碳,因此,须用标号较高的95#汽油,否则,更容易在缸内产生积碳、杂物等,从而导致缸体拉伤。而且,直喷发动机保养起来比较困难,费用也更高。
而电喷发动机在点火喷油时,汽油的喷射,对缸体内有一定的冲刷作用,能够很好的保护缸体,避免积碳的形成,因此,电喷发动机维修起来,也比较方便,对油品的要求不高,一般用92#汽油即可,大家都知道,92#汽油比95#汽油,每升要便宜几分钱。不过,电喷发动机也有缺点,那就是电喷发动机的做功效率,要比直喷发动机要低,换句话说,要耗油一点。
总而言之,直喷发动机和电喷发动机,各有自己的优缺点。不过,从经济方面考虑,笔者认为,电喷发动机是普通车主最好的选择;而那些不在乎费用、追求档次的车主,直喷发动机当然是其理想的选择了。
直喷发动机和电喷发动机有什么区别?有什么优缺点吗?
感谢@雪之梦9525150 的邀请。
直喷发动机就是燃油在喷油嘴的高压力下直接喷到燃烧室内进行燃烧,电喷是指燃油喷到进气歧管和空气混合然后进入燃烧室燃烧,分为多点和单点喷射。
直喷的优点是燃油利用率高,油耗低,缸内压力大压缩比高,所以升功率较高,缺点是对电喷的油嘴和发动机燃烧室的强度要求高,价格较高且稳定性不高,有公司采用缸内直喷的车辆出现过多次碰撞后车毁人亡的事故,其次,是缸内直喷的燃油直接到燃烧室,所以积碳比较严重。
电喷的优点是结构成熟,价格低,对喷油嘴和缸体无额外要求,由于燃油直接喷到进气歧管,所以进气歧管的积碳情况会比较好。缺点是效率不高,油耗高,升功率低。
目前来看市场上采用直喷的发动机不多,主要是成本和安全的考量。
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直喷发动机和电喷发动机有什么区别?有什么优缺点吗?
家用电喷,运动直喷。电喷是仆人,直喷是爷,伺候与被伺候的关系。
直喷发动机和电喷发动机有什么区别?有什么优缺点吗?
直喷技术属于电喷-定义区别于「多点电喷」
内容概述:
- 电喷与化油器
- 单点电喷与多点电喷
- 升级标准的缸内直喷
在分析内燃机技术时总会提起缸内直喷和多点电喷两个术语,解析内容多为两类喷油系统的技术代差;然而很多汽车爱好者对于电喷的概念还不清晰,似乎认为直喷是一种“区别于电喷”的系统,这是错误的理解哦。
其实三类型的喷油系统都是电喷,其特殊命名是为和「化油器」技术进行区分!
两类系统【化油器】在2001.09之前是喷油系统的主要类型,之后在汽车领域禁用,摩托车应当是2017年禁止使用这种技术。
所谓“化油”实际指雾化燃油,化油器本身是一条管路,通过节气门可调翻板控制进气量;内燃机在运行中有四个步骤,分别为:进气喷油、压缩蒸发、膨胀做功、排气吸气,交替运转的过程中会产生是负压吸力,化油器里的“文丘里流量计”(流量管)的收缩部分运动会形成真空,这也会形成一种负压吸力,燃油就这样被吸入化油器了。
(下图为文丘里管概念)
运行原理:将燃油吸入化油器只是第一步,因为吸入的燃油还是流体液态;这种状态直接进入内燃机燃烧室是没法正常点火做功的;但好在负压力本就是气流形成,燃油在气流的动能作用下会被“打散”,也就是一定程度的成为雾状(仍为液态但为雾化),这就是所谓的化油器运行原理。
而化油器只所以被禁止使用有两个原因,首先是依靠气流动能雾化燃油的效果太差,油珠粒径很难达到非常小的标准;在相同温度环境中大油珠的蒸发速度慢,反之小油珠的速度会更快,蒸发速度直接决定做功冲程中,燃油燃烧转化为机械能(动力)的比例,反应程度越高则转化出的扭矩就会越大,相同转速的扭矩越大则马力越大,也就是说化油器很难实现理想的扭矩。
同时化油器的燃油雾化效果还要受到温度的影响,温度越高雾化效果越好;而在低温冷启动时的化油器温度很低,燃油无法理想雾化则等于无法正常燃烧做功,忽浓忽淡的混合气会让怠速抖动非常明显,而且过浓的瞬间还会熄火。所以化油器汽车必须原地热车,这不仅会大量浪费燃油,还会因燃烧不充分而增加排放物,这就是化油器被淘汰的核心因素。
【单点电喷】是取代化油器的核心技术,有趣的是还成为氢燃料汽车出现的推动因素;化油器又称为“白金点火”,也就是需要使用「PT-铂」这种贵金属。在化油器时代日系车企期望垄断技术,于是囤积了大量的PT,然而随即电喷技术应用而迅速淘汰了化油器;为了消耗这些铂,日系汽车车企推广氢燃料电池堆技术,制造这种化学发电电池需要消耗大量PT。
不过因能量转化损耗太大,制造氢能本身要消耗常规能源,高压液态氢罐的危险性过高,以及车辆本质是电动汽车等诸多因素,决定了这种增程电驱技术会像化油器一样被淘汰,那么电喷究竟有什么优势呢?
优势1:不受温度影响!
电喷可以理解为「电机增压·压力喷油系统」,如果说化油器是依靠真空“吸出燃油”进行浅程度的雾化,电喷就是“压缩喷油”;油路系统中会有油泵,【泵】的功能就是通过电机为液态或气体增压。
油泵从油箱内抽出燃油后会通过油管送到喷油嘴,喷油嘴的本事是个电磁阀;通路打开泄压部分,通过多个细密的喷孔实现燃油雾化,断路闭合后为油泵持续送油并形成压力,等待下一次打开喷油嘴继续雾化喷油。压力喷油决定了只要燃油不结冻,启动后的热车喷油是什么状态,冷车雾化状态也会相同,这就解决了原地热车浪费燃油与增加排放的问题。
优势2:恒压精度高!
油路系统的增压与喷射压力是固定的,按照设定标准喷油可以保证始终都有良好雾化效果,这是化油器依靠气流强度调整雾化效果而达不到的标准。所以单点电喷很显然要比化油器优秀很多,不过这也只是技术革新的第一步而已。
「单点」的概念是喷油嘴(不论有几个)都会固定在进气歧管的总管路上,而总管道与各个气缸的连接是通过进气歧管;也就是说内燃机气缸交替做功时,燃油雾化后才会通过歧管进入气缸。但是不同歧管的长度也是不同的,这就是决定了燃油的雾化时间与程度也会存在差异,燃烧做功转化出的扭矩有大有小,这种运行状态优于化油器但还是不够理想。
多点&气缸内部喷油【多点电喷】当然就是字面上的含义,单点是在总管路布局燃油嘴,多点则是在每条进气歧管的末端(进气门之前)的位置都安装喷油嘴;状态为斜置面对进气门背部,喷油后依靠气流动能混合。
这样的设计就能以控制多个气缸单独交替进气时的恒定气流动能,实现理想且标准的燃油雾化效果了;结果自然是运行状态更稳定,燃烧程度也会更加充分了。所以多点电喷至今仍然在使用,不过主力车型都是≤8万区间内的车辆,或者是技术偏落后的部分一线品牌合资汽车,真正优秀的汽车都已经使用缸内直喷了。
【缸内直喷】同样是多点电喷系统,区别只是喷油嘴布局的差异。
- 多点电喷-进气歧管
- 直喷技术-气缸内部
进气歧管的直径非常小,即使是斜置布局也必须以低压力喷油,否则压力过高就会把燃油喷射到管壁,或过量飞溅到气门上。所以多点电喷的喷油压力多为三个标准:2.5、3.0、3.5bar,这种压力标准只能将雾化燃油的油珠粒径达到准微米的标准,一毫米等于一千微米,蒸发性能和燃烧效率虽然比单点和化油器更好,但还有提升空间。
缸内直喷技术的喷油压力可以达到350bar,也就是多点电喷的100倍以上;而高压共轨技术的直喷系统,油压可以达到2000bar,差距是不是过于大了呢?
图1:侧置直喷
图2:悬吊直喷(更理想)
直喷系统之所以能够超高压力喷油,原因在于用以喷油的空间大;第一进气冲程的活塞会往下运转,气缸容积都能用来喷油,这就不用担心喷油飞溅的问题了。那么以高压标准喷油则油珠粒径会非常小,小到可以低至10微米以内。
这种雾化燃油混合空气后的蒸发速度会非常快,充分的蒸发后,在短暂的做功冲程中,可以瞬间达到非常高的燃烧标准(程度)。说白了就是烧的快则产生的能量大,而且是以消耗等量燃油实现更大扭矩,标准差距会有多大呢?
技术差距:第一组数据为多点电喷,第二组数据为缸内直喷。
- 1.5T-210/300N·m
- 2.0T-280/400N·m
- 3.0T-420/550N·m
这就是差距了,扭矩×转速÷9549×1.36=马力,感受以下扭矩差值对马力的影响吧。在可以购买直喷发动机车辆的前提下,没有任何理由再选多点电喷。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
天和MCN授权发布
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