霧霾和積碳的元兇？談直噴發動機的弊端
首先要說的是，積碳是發動機運轉過程中不可避免的一種現象，但對于一臺缸內直噴發動機而言，燃油噴射系統的結構也會對積碳的形成產生影響，從而出現發動機動力下降，油耗升高等問題。
◆ 積碳一般都在哪？
一般情況下，節氣門、進氣歧管、進氣門、氣缸、噴油嘴等處都會形成積碳，按照一定的保養周期采用免拆清洗的方式可以起到適當的清除作用。清洗是一方面，我們寄希望于發動機在運轉過程中可以盡可能地抑制積碳的“滋生”，油品質量是個重要的因素，此外，發動機能對此做什么呢？
噴油系統結構的變化也導致了兩種發動機在積碳形成部位方面有所不同，例如進氣門。事實上，汽油也是很好的積碳清洗劑（有機溶劑），歧管噴射發動機在運轉的情況下，噴油嘴噴出的汽油通過進氣道、進氣門進入氣缸，在這個過程中，汽油可順帶對這些部位起到清洗作用，而缸內直噴發動機由于噴油嘴直接探入氣缸，因此，也就沒有這項“自清潔”功能。
◆ 為什么進氣門背部易形成積碳
相比排氣門背部，進氣門背部的積碳相對要嚴重些。曲軸箱通風系統是一大誘因，機油蒸汽會被引入到進氣歧管從而通過進氣門進入氣缸燃燒，由于先期機油和機油蒸汽分離不徹底，就會有少量的機油摻雜其中，附著在進氣道以及進氣門背部的機油在高溫的作用下形成了積碳，在缺少“自清潔”能力的條件下，積碳就會更為嚴重。反觀排氣門部位，受到高溫和排氣氣流作用，其形成積碳的壓力本身就比進氣門要小。
由此看來，對于缺少“自清潔”能力的缸內直噴發動機來說，進氣門背部的積碳問題關鍵在于曲軸箱通風系統，但它是維持發動機正常運轉的關鍵環節，因此，唯有對曲軸箱通風系統進行再度優化。
◆ 為什么曲軸箱通風系統很重要
發動機（往復活塞式內燃機）在運轉過程中，燃燒室內形成的高壓氣體會通過活塞環竄入曲軸箱，這就會導致曲軸箱內部的壓力出現升高趨勢，如不加以控制，這種情況將直接影響到發動機潤滑系統，因此，需要依靠曲軸箱通風系統不斷地將竄入曲軸箱的混合氣導出，為了滿足環保的要求，混合氣必須送入氣缸進行再次燃燒。
◆ 發動機研發時沒有考慮曲軸箱通風系統易導致進氣門形成積碳嗎？
因燃油噴射技術的改進導致了發動機結構出現細微變化，在研發以及驗證階段，工程師一定考慮到了這個問題。燃油噴射技術的提升對于發動機整體的素質有了更高的要求，我們還是把焦點放在曲軸箱通風系統環節。
早期的發動機對于曲軸箱通風系統回收來的混合氣（夾雜機油蒸汽）沒有太多限制，基本是直接送入氣缸燃燒，之后為了控制通過這條途徑進入氣缸的混合氣的成分，特此在過濾裝置上進行優化，從原先的單向閥到之后的迷宮式、旋風式、離心力式等油氣分離器，為了達到更好的分離效果，還有采用兩種或三種分離器相結合使用的情況，它們都是為了將混合氣中的機油盡可能的分離并送回發動機潤滑系統，其余氣體送入氣缸燃燒。
盡管如此，無論是使用性能更好的離心式油氣分離器，還是使用兩種甚至三種分離器組合成一套油氣分離系統，還是無法保證機油和機油蒸汽徹底分離，這也就意味著被送入氣缸燃燒的混合氣中夾雜一定的機油（哪怕是極少的含量，機油通過進氣歧管、進氣門進入氣缸也是事實）。更為關鍵的是直噴發動機在進氣門處缺少了“自清潔”的能力，這也就給積碳的形成創造了條件。
◆ 有了積碳怎么辦？
由此看來，除一般情況下生成的積碳外，對于缸內直噴發動機而言，進氣門背部的積碳確實比較棘手，既然不可避免，那就只能依靠有針對的清洗才能將其清除了。通常情況下，我們可以采用進氣道免拆清洗的方式對進氣道以及進氣門進行清洗，相比普通電噴（歧管噴射）發動機，積碳的清洗周期可能要視具體使用狀況縮短（對于缸內直噴發動機而言，向油箱加注汽油添加劑只能對油路以及氣缸內起到清潔作用，但對于進氣門背部的清潔作用微乎其微）。之后，我們會有專門的文章來講積碳清洗的內容。
編輯總結：
毫無疑問，在新能源技術尚未成熟之時，我們只能通過對現有成熟技術進行優化來滿足當下需求，在油耗和排放法規的驅使下，歷史又一次為汽油發動機選擇了缸內直噴技術，它的推廣在汽油發動機的發展過程中起到了關鍵的作用，通過對噴油量的精確控制以及發動機工況的管理，帶有缸內直噴技術的汽油發動機在燃油經濟性方面相比歧管噴射發動機具有一定優勢，為了更進一步提高發動機效率，與增壓技術的結合在當下已成為黃金組合。
不過，就像本文中提到的這兩個弊端。雖然油耗更低，但尾氣中微粒的含量卻高于歧管噴射發動機，另外，進氣門積碳的問題確實困擾了一部分車主。當然，人們并不會因此而懷疑這項技術的優勢，更全面的了解它也沒什么不好的。隨著各國排放法規的逐步提高以及發動機技術的再完善，相信缸內直噴汽油發動機的優勢會越來越凸顯。（圖/文 汽車之家 李博旭）
相關鏈接：
自然吸氣沒落 解析2014沃德十佳發動機
//www.china-wallpaper.com/tech/201312/682181.html
文章標簽：
發動機技術
收藏
+1
贊
+1
踩
推薦閱讀
最新文章
加載中
相關車型
好評理由：
差評理由：