提到汽油直喷发动机,就不得不说两家公司:三菱和大众。三菱算是现代汽油直喷发动机的鼻祖,而大众,才是真正把其发扬光大的领头羊。在此我们重点讲解下现在最常见的汽油直喷发动机:代号EA888的大众TFSI(Turbo Fuel Stratified Injection)分层燃烧汽油直喷发动机,从而了解现代汽油直喷技术。
图:著名的大众EA888 2.0TFSI汽油直喷发动机(带分层喷射)。
EA888, 一款已大量运用在大众和奥迪车系上的发动机,排量2.0并带有涡轮增压(国内1.8TSI发动机同样是这一构架,但取消了汽油分层燃烧技术)。直观来讲,这款车的升功率早在电喷横行的年代里已经达到惊人的100ps/L,并且扭矩280Nm,综合油耗在6L/100km的理论值,这些数字在当时算是首屈一指的水平,同等级的电喷发动机所难以超越的水准。
图:直喷发动机工作原理。
从结构上讲,汽油直喷发动机和电子喷射发动机是有本质上的区别的。目前一般汽油发动机上所用的汽油电子喷射系统,是将汽油喷入进气歧管或进气管道上,与空气混合成混合气后再通过进气门进入气缸燃烧室内被点燃作功;而汽油直喷发动机,顾名思义,直接喷射,喷油嘴被安装在燃烧室内,将汽油直接喷注在气缸燃烧室内,空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合成油气混合雾被点燃作功。简而言之,电子喷射是通过进气管时以电子混合方式先与空气混合再将其喷入气缸引燃,而直喷发动机是直接将油喷入气缸并在冲压过程中行程涡流与空气混合,进而引燃。这种形式与直喷式柴油机相似,因此有人认为缸内喷注式汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。
图:直喷发动机气缸结构。
这种结构上的改变,从图中我们可以看到,气缸缸盖不再是平的,而多出一个弧面下凹空间来为直接喷射的汽油提供与空气涡流混合的场所,电子喷射系统不复存在,节气门不再有,取而代之的是直接将喷油嘴安装在燃烧室内。既然是将喷油嘴直接安装在了气缸上,必然会存在两个问题:喷油嘴要承受比以前大很多的压力,这就对喷油嘴压力和其制作工艺有了更高的要求;并且汽油直接喷射的方式,也必然需要对油品的要求更高,不然什么油都直接喷进气缸岂不是会让车主成为维修厂的常客?