这些年来,随着排放法规越来越严格,人们对油耗和动力的需求越来越高,缸内直喷似乎是个完美的解决方案,同时兼顾省油和高动力的需求,越来越多车型开始使用缸内直喷发动机,让人感觉这是个伟大的新发明,其实缸内直喷已经有60多年的历史了,算是个“祖传”技术。

人类历史上第一台缸内直喷发动机,是博世公司和Gutbrod公司联合研发的缸内直喷二冲程汽油发动机,最大功率约28马力,最大扭矩为58牛米,搭载在GuliathGP700车型上。但此车默默无闻,极少有人知道。

缸内直喷发动机被世人熟知,还要靠大哥提携。1955年,世界首款搭载具有缸内直喷技术四冲程汽油的量产车型——奔驰300SL诞生,这部代号为M198的3.0L直列六缸发动机首次运用了博世提供的机械式汽油缸内直喷系统。

这个代号为M198的缸内直喷发动机,比同期使用化油器的发动机功率高出25%,油耗却下降10%,依靠强大的动力,奔驰300SL横扫欧洲各大赛场,获得无数冠军,加上奔驰300SL是世界上首款推出"鸥翼"式车门的车型,外形也让人惊艳。

然而,为什么之后没有大力发展缸内直喷这个黑科技呢?

真相只有一个,瑕不掩瑜

首先是贵!黑科技是用钱堆出来的,当时一个缸内直喷发动机的价格,等于普通高端发动机+它一生的维护费用。真心是贵。

另外,由于当时技术水平不高,没办法做到精准喷油,发动机熄火会有残余的汽油留在汽缸里,会顺着缸壁流到油底壳里,将机油稀释。所以奔驰300SL每1610公里就要换一次机油……

另外,当时的汽油很便宜,省油不被重视。又贵、保养又麻烦,省油也不差钱,还有一大堆的缺点(下面会说到),缸内直喷没有被广泛运用,沉沦多年,慢慢地快被人遗忘了。

随着排放法规越来越严、汽油涨价、电子技术高速发展,技术瓶颈被突破,人们又开始想起“祖传”的缸内直喷技术。

1996年,三菱汽车在当时现有型号为4G93的1.8L发动机基础上首次加入了电控汽油缸内直喷系统。1997和1998,日产及丰田陆续发布了自家“NEO-Di”和“D4”直喷技术。缸内直喷开始成熟并推广,日本企业起到了很大的推进作用。

初步了解了缸内直喷的历史,可能很多人还不明白它为什么可以省油,要回答这个问题,我们得先了解直喷出现之前所流行的化油器和电喷技术。

化油器----最原始而低效

化油器是最原始的供油方式,通过空气高速流动产生的负压吸出汽油,不能精确控制油气混合气,油耗经济性和排放性能都很差。

工作原理大概是这样的:

空气流过,产生负压吸出汽油

油气混合气体进入汽缸燃烧

由于没有任何电控反馈和执行系统,混合气浓度无法修正,油耗经济性和排放性较差。

有时油喷多了

有时喷油不足

电喷----有进步,但是还有待提高

针对化油器的缺点,后来很多厂商普及了电喷技术。汽油经油泵加压后通过喷油器正压喷出。因为取消了化油器中的喉管设计,使得进气更加顺畅,并且一定程度上提升了供油准确性。

汽油不再是被动跟着空气走,改为喷油器控制喷出

然而

未汽化完全的汽油会附着在进气管壁面上,行进中也有一部分汽油液化附着在进气管壁面上。

稳定行驶时汽油附着量还小一点,但在冷启动或者突然急加速时,无法预估汽油附着量,为了满足动力需求,只能过量喷油,造成浪费与排放问题。

缸内直喷----解决上面所有问题的黑科技

汽油在缸内直喷,与空气接触,雾化,避免了管道的干扰。可以很精准地控制油量。

缸内直喷发动机动力更强,更省油。

缸内直喷带来更强的动力,更迅速的响应、经济的油耗,虽然缸内直喷视人们视为黑科技,但是它的缺点也有不少,最直接的就是成本高、积碳和油品问题。

缸内直喷需要高压油轨等一系列附件,配置成本和维护成本都会增加。

压缩行程末端喷射的燃油由于时间太短并不能得到充分汽化,导致碳氢化合物及碳颗粒排放会增加,就是人们常说的积碳。

对于油品适应能力差,汽油中的硫会毒害氮氧化物催化装置

汽油缸内直喷是未来的趋势,优点突出,缺点也有不少,但是明显优点更大。它的缺点主要和油品有关,其实我国最高标号的97号汽油,相当于美国最差的87号汽油,还在极大的提升空间,如果能改善汽油品质,直喷发动机的缺点也就不那么明显了。提高油品,发动机好,对环境也好,希望有关部门能着手提高油品,而不只是提高油价!