汽車6大科技-動力科技進化-缸內直噴誇張的壓縮比

內燃機的最高技術

噴射引擎的另一個說法就是「岐管噴射」,字面上與「缸內直噴」,就較能一目了然看出不同,「岐管噴射」在進氣行程中將汽油射入燃燒室內,以混合氣方式進入汽缸進行燃燒。「缸內直噴」則是將噴油嘴位置移到燃燒室內,在壓縮行程結束前將汽油射入,沒有通過岐管及進汽門的過程,所需要的汽油相對的就更少,自然達到省油的目的,並且更精準的油量控制,順勢可讓車廠將引擎壓縮比提高,以便達到縮小排氣量,卻又能保有高動力/高扭力的優勢。

不過缸內直噴其實依舊是有無法克服的先天障礙,首先要驅動噴油嘴,需要較岐管噴射更高的壓力,因此我們常聽見「高壓噴射泵浦」的名稱,而就算是汽油可以順利噴入燃燒室內,但還是會有低速因為汽油溫度較低容易形成燃燒不完全的問題的積碳問題,時間一久這些碳化物就容易造成自燃導致爆震產生。

照片就可看出噴油嘴的位置就在燃燒室內,節省掉了通過岐管的距離,可以用更少的汽油達到更好的功率。

由於汽缸內的壓力非常高,所以缸內直噴的車都會搭載高壓泵浦,強制將汽油射入,而泵浦的bar數更是直接左右日後改的幅度可到哪裡。

缸內直噴救星

8支噴油嘴就對了

除了活塞表面容易積碳外,進汽門在沒有汽油的沖刷下,也是相當容易積碳,因此小編不得不說Toyota D-4S技術真是夠威,老早就想到這個問題,保留了岐管上的噴油嘴來控制低轉速區域的油量,高轉速時則切換到直噴系統來確保動力輸出,這技術在86及BRZ上的FA20引擎上被採用,但到了WRX FA20 Turbo卻又是沒看見蹤影,其中是否有更新的科技即將到來,令人相當好奇。

不是噴噴油就好

缸內直噴的奧義

缸內直噴對於燃燒有兩個重點,「成層燃燒」與「均質燃燒」兩種燃燒方式,圖片可以看出「成層燃燒」的噴射時間可在活塞向上時開始噴射,形成燃燒渦流讓引擎產生爆炸,基本上適用於引擎在中低轉速區域時,或是自然進氣引擎進氣量較沒有像渦輪增壓,瞬間有大量空氣導入的引擎。

而缸內直噴渦輪增壓車,像是速霸陸FA20 Turbo則是保有「成層燃燒」與「均質燃燒」兩種方式,低速時就是用上成層燃燒來節省汽油,當渦輪大開空氣瘋狂的吸入燃燒室時,噴射時間則是會提早到活塞向下吸氣時就開始作動,好讓點火時可以有充足的霧化汽油與空氣混合,除了這兩種燃燒方式外,其實也還牽扯引情形式與各種可變機構等,所以「成層燃燒」與「均質燃燒」單一使用或是切換使用都是更車廠的科技問題。

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