汽油机有缸内直喷技术,为什么不能取消火花塞,像柴油机一样?

我觉得这个问题可以从这几个方面来说:

1、汽油机缸内直喷主要是为了提高发动机性能,进一步降低排放和油耗。比如大众的FSI技术,可以实现稀薄燃烧,使低负荷工况的燃油经济性更好,而且缸内直喷可以降低气缸温度,降低爆震倾向,提高充气系数进而提高效率。可以说是在汽油机性能探索中的产物。而柴油机的特性决定了其必须使用缸内喷射。总的来说柴油机的缸内直喷是口粮,不吃会饿死。而汽油机的缸内直喷是营养品,不吃也行,吃了更厉害。

2、上图是高速摄像机记录下的汽油机缸内燃烧的过程,从中我们可以看到火焰从火花塞处开始形成并快速传播到整个气缸,因为火花塞点火后首先引燃的是自己附近的混合气,然后火焰继续引燃剩余混合气。所以这个燃烧过程中气缸压力增加相对平稳。这是汽油机理想的燃烧过程。

3、如果把汽油机的压缩比做大,活塞压缩末端缸内气体温度也可以达到汽油的着火点,也就是说理论上汽油也可以直接被压着,不需要火花塞。但是这种燃烧太粗暴而且不可控性很大,普通汽油机我们可以通过控制点火时机来控制燃烧,而压燃则很难控制燃烧时机。压缩冲程末端,混合气已经形成,气缸温度也达到汽油自燃点,瞬间混合气一起燃烧,气缸内压力瞬间增大,普通汽油机上出现这种情况一般称作爆震,而这种情况比爆震更厉害,更像放炮竹……估计几个冲程下来气缸就“炸膛”了。

说到汽油压燃估计大家就要提到马自达了。

马自达的汽油压燃技术还是需要火花塞的,只是火花塞的作用略有不同,在这里火花塞的任务是引燃部分混合气以增加气缸压力,进而实现其他混合气的“压燃”,被称为虚拟活塞。感觉就是在“人为制造爆震”。

总的来说汽油压燃理论上可行,只是目前还是停留在实验室阶段,如果真的有一天能批量装配在量产车上的话我想那一定很爽。

汽油机有缸内直喷技术,为什么不能取消火花塞,像柴油机一样?

这是汽油与柴油的化学组成不一样造成的,汽油烃链比柴油短,自燃点高(420-500℃),而柴油自燃点低(220℃)。所以柴油更适合压燃,而汽油闪点比较低,更适合被点燃,所以汽油机都采用火花塞点燃。柴油机压缩比高,一般16:1至22:1,所以当活塞运行到上止点的时候气缸内温度已经达到600-800度,而柴油自燃点仅为220℃,所以很容易就被点燃。

而汽油机则不能把压缩比提高到像柴油机一样。这还是与汽油化学性质有关系。汽油燃烧速度太快,燃烧过程不可控的因素太多,如果采用高压缩比那么发动机就不会平顺,只要原因就是爆燃的问题难以解决。所以目前大多数汽油机压缩比都控制在13:1以下,气缸内最高温度在400度左右,很难把汽油压燃。但是总会有一些不走寻常路打破常人思维的厂商存在。

例如马自达的创驰蓝天技术,第一代创驰蓝天技术的发动机压缩比已经提升到14:1,高压缩比带来的是更高的燃烧效率、油耗降低、动力提升。但是早上冷启动声音也是很吵的。而马自达的第二代创驰蓝天技术发动机,据说压缩比已经提高到18:1,而且实现了充气压缩点火“压燃”,但是并没有掘弃火花塞等高压点火系统,低转速低负荷是仍然是火花塞点火,只有高转速时才会采用“压燃”的方式工作。

汽油机有缸内直喷技术,为什么不能取消火花塞,像柴油机一样?

可以啊!问题是汽油燃点误差范围比较大,也需要有辅助点火来提高压力实现全面压燃效果。缺点太明显了,压燃噪声震动更大,虽然节能但是不适合用在舒适性要求比较高的乘用车上!卡车和农业机械早就用柴油压燃发动机了,比汽油压燃更安全更经济,所以汽油压燃技术未来只能用于低档乘用车上!

汽油机有缸内直喷技术,为什么不能取消火花塞,像柴油机一样?

汽油不能压燃

汽油机有缸内直喷技术,为什么不能取消火花塞,像柴油机一样?

如果能压燃汽油,你觉得还会用火花塞点火吗?

内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请与我们联系,我们将及时删除。

相关推荐