奧迪結(jié)合兩種噴油模式提升燃油經(jīng)濟性
奧迪公司在今年的北美車展上發(fā)布了插電式混合動力all-road獵裝版概念車,它搭載一臺第三代2.0升排量的EA888發(fā)動機,采用了雙模式噴油系統(tǒng),結(jié)合了GDI汽油直噴和MPI進氣道噴射兩種模式。在部分負荷運轉(zhuǎn)時,噴油以直噴為主,以進氣道噴射為輔,幫助節(jié)油并降低顆粒物排放。
奧迪表示,采用雙模式噴油系統(tǒng)后,EA888可以輕松通過歐六標(biāo)準(zhǔn)的顆粒物排放要求,根本不需要安裝顆粒物捕集器。2014到2017年,歐盟規(guī)定的顆粒物最大排放量為6x1012個/公里。
汽油直噴可以通過安裝中冷器(冷卻進氣)、搭配渦輪增壓、輕量化等途徑,達到節(jié)油的目的。但是福特公司在2013年的一篇論文中也提到,汽油直噴發(fā)動機的顆粒物排放偏高。原因在于噴入缸內(nèi)的汽油直接撞擊活塞和缸壁表面,同時汽油在進氣中的分布不夠均勻,共同導(dǎo)致了其顆粒物排放高于傳統(tǒng)的進氣道噴射發(fā)動機。
紅色:高壓噴射系統(tǒng) 藍色:低壓噴射系統(tǒng)
歐洲委員會聯(lián)合研究中心在2012年發(fā)表的一篇關(guān)于汽油機顆粒物排放的文章中寫到:汽油直噴發(fā)動機會持續(xù)排放過量顆粒物,有時候甚至達到了普通柴油發(fā)動機的水平。
稀燃式GDI發(fā)動機的顆粒物排放一般會超過運行于理論空燃比的GDI發(fā)動機。研究發(fā)現(xiàn),即便如此,后者的顆粒物排放仍然連柴油發(fā)動機的歐洲五號標(biāo)準(zhǔn)都無法滿足(6x1011個/公里),超標(biāo)100%以上。
研究中心尚不清楚整車廠商是否有能力通過發(fā)動機的內(nèi)部改進來降低顆粒物排放。如果沒有,那么廠商不得不專門為汽油直噴車型加裝額外的顆粒物捕集器,這將大大增加本來就已經(jīng)很高昂的直噴發(fā)動機的售價。
另一方面,進氣道噴射對于滿足顆粒物排放法規(guī)毫無壓力,盡管其排放水平和駕駛員的駕駛方式有關(guān)。
在大眾集團EA888系列1.8升TFSI發(fā)動機的研發(fā)過程中,工程師采用了雙模式噴油系統(tǒng),通過優(yōu)化以下指標(biāo),協(xié)調(diào)兩種噴油模式的配合:
·效率、爆震
·排放,尤其是顆粒物的質(zhì)量和數(shù)量
·進氣道內(nèi)壁的汽油凝結(jié)程度
·運轉(zhuǎn)平順性
新系統(tǒng)結(jié)合了高壓GDI直噴和低壓MPI進氣道噴射。進氣道噴油閥通過沖洗接頭(flush connection)與高壓燃油泵相連,從而保證高壓燃油泵在進氣道噴射模式下也能產(chǎn)生足夠的內(nèi)部冷卻效應(yīng)。
在沖洗接頭(flush connection)位置安裝有阻氣門,減小從高壓燃油泵傳向MPI油軌的壓力波動;MPI油軌具有低壓傳感器,幫助控制噴油量;噴油閥整合在VTS可變渦流控制系統(tǒng)內(nèi)。