汽車供油方式哪種最好,最省油?
供油方式最多的恐怕就是汽油機了,而且我們家用車絕大多數(shù)也是汽油機,所以我們就以汽油機為例來聊聊其供油方式的變化。題記
汽油機以汽油為燃料,汽油進入氣缸后必須蒸發(fā)變成氣態(tài),然后與空氣混合形成一定濃度,這樣的混合氣才能被火花塞點燃。一般按照標準空燃比14.7進行控制,也就是14.7克空氣需要1克汽油?;旌蠚馓』蛘咛珴舛紵o法正常燃燒,發(fā)動機也就無法正常啟動工作。而供油系統(tǒng)的任務(wù)就是把適量汽油送入氣缸,并且保證其充分霧化蒸發(fā),形成適合發(fā)動機使用的混合氣。
汽油機供油系統(tǒng)主要有這三類:1、化油器供油
摩托車發(fā)動機是最直觀的,化油器裝在空濾和發(fā)動機進氣口之間,發(fā)動機工作時活塞吸氣,空氣經(jīng)過空濾過濾,經(jīng)過化油器從進氣口進入氣缸。而化油器特殊的設(shè)計使得氣流經(jīng)過時可以吸走一部分汽油,更巧妙的是化油器通過物理的設(shè)計使得每次吸走汽油的量和空氣量剛好滿足汽油的最佳空燃比。也就是說有14.7克空氣經(jīng)過化油器,就可以吸走1克汽油。
上圖是化油器的結(jié)構(gòu)示意圖。那兩個黑色箭頭代表發(fā)動機進氣氣流,化油器小的黑色箭頭代表汽油被吸出來。根據(jù)圖注我們可以一起腦補一下化油器工作的過程:擰油門時油門線拉著節(jié)氣閥和閥針一起向上運動,節(jié)氣閥打開,氣流通道增加,進氣量就增加了。而閥針插在汽油噴口里,閥針前面細后面粗,閥針越往外拉汽油噴口暴露越多,就有更多汽油被吸出來。所以當(dāng)我們擰油門時節(jié)氣閥開度增大,空氣流量變多。同時閥針升起,汽油噴口截面積增加,吸出的汽油也增加。松油門時節(jié)氣閥下降,氣流通道變窄,進氣量變小。同時閥針下降,汽油噴口截面積減小,吸出的汽油也更少。就這樣始終讓空氣量和供油量保持平衡。
上圖是個化油器的實物圖,可以清楚地看到節(jié)氣閥和閥針。
汽油的理論空燃比是14.7,發(fā)動機把空燃比控制在14.7可以保證燃料充分燃燒,同時對尾氣也有好處。但是想要輸出功率增加的話就需要更濃的混合氣,也就是空燃比要小于14.7。而化油器的結(jié)構(gòu)決定了其空燃比是固定的,那么急加速時怎么提高混合氣濃度以增加動力性呢?這就談到了化油器上一個更精巧的設(shè)計:加速泵。
還以摩托車為例,有些摩托車油門線到了化油器上后會分成兩條,一條控制節(jié)氣閥和針閥,另一條控制加速泵。加速泵是一個小的柱塞泵,以正常速度擰油門時加速泵活塞運動速度低,油壓改變均勻。而加速時快速擰油門會導(dǎo)致柱塞快速移動,油壓升高,一部分汽油就會被泵入進氣道,這樣混合氣的濃度就提高了,發(fā)動機動力也就提升了。2、進氣道噴油(電噴發(fā)動機)
化油器雖然結(jié)構(gòu)很巧妙,但畢竟是純機械的東西,無法實現(xiàn)對供油量的精確控制,而且冬季氣溫低的時候還要手動打開阻風(fēng)門加濃混合氣。所以就出現(xiàn)了電控燃油噴射系統(tǒng),用電腦控制噴油嘴直接向進氣歧管里噴油。這就是我們常說的電噴發(fā)動機。
電噴發(fā)動機和普通化油器發(fā)動機可以說是兩個時代的產(chǎn)品了。電噴發(fā)動機上使用了很多的傳感器,還裝上了控制電腦,可以實現(xiàn)對發(fā)動機工作狀態(tài)的精準、高效控制。
首先在進氣道上裝有空氣流量計,用來計算進入氣缸的空氣量。然后ECU根據(jù)空氣量和空燃比就可以計算出所需的汽油量,再控制噴油嘴噴出需要的汽油即可完成供油任務(wù)。這種系統(tǒng)控制精度高、靈活,加速加濃和冷啟動加濃都是由ECU根據(jù)水溫信號自動控制的,不管春夏秋冬,啟動發(fā)動機都只需要擰鑰匙就行,不需要像化油器車那樣還要拉風(fēng)門、踩油門,而且油耗也更低、ECU還可以主動調(diào)整點火角提高輸出動力。總的來說不管是經(jīng)濟性還是動力性都比化油器發(fā)動機好多了。3、缸內(nèi)直噴
缸內(nèi)直噴汽油機就是利用高壓油泵提高噴油壓力,直接把汽油噴入氣缸里。
這種系統(tǒng)也是靠電腦通過各種傳感器信號去控制發(fā)動機運行,控制精度和靈活性高。而且汽油直接噴入氣缸后在氣缸里氣化吸熱,可以降低氣缸溫度,這樣以來能提高充氣效率,同時降低爆震風(fēng)險,ECU可以取到更大的點火提前角,盡可能提高發(fā)動機的動力性。
所以綜合以上內(nèi)容可以知道,化油器供油方式最簡單,但是控制精度不夠,經(jīng)濟性和易用性略差。
傳統(tǒng)進氣歧管電噴發(fā)動機可以實現(xiàn)更精確的空燃比控制,排放更好,經(jīng)濟性更好。
而缸內(nèi)直噴技術(shù)由于噴射壓力高,可以促進汽油更充分、快速地霧化蒸發(fā),同時汽油噴進氣缸里可以降低缸內(nèi)溫度,提高充氣效率、降低爆震風(fēng)險,所以這種噴油方式經(jīng)濟性最好。
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