五大環保節能科技保住汽油引擎二十年江山!電動車急著改朝換代?還是慢慢等吧...

四、缸內直噴系統

燃油噴射系統早在 20年前,就已經取代了化油器系統,而初期的燃油噴射系統,還有單點、多點之分。噴油嘴的位置,也從放置在節氣門之外,逐漸內移到節氣門之內、進汽門之外,到了現在、更是把它插進燃燒室,變成所謂的缸內直噴系統。



在噴油嘴逐漸往燃燒室靠近內移的過程中,噴油效果一次比一次好,每一階段都比上一階段來得更加精準。噴油精準,意思就是油料更不容易被浪費,除了油耗會比較經濟之外,燃燒效率也同時被提升。

早期,汽油引擎的壓縮比做到 10:1,似乎就已經是個極限了,因為不是缸內直噴的系統,所以燃料跟空氣(加起來就是混合氣)必須是一起被吸進燃燒室;但如果壓縮比過高,空氣在壓縮的過程中,就會產生高熱、使得混合氣提前被點燃。(就像柴油引擎的點火原理一般。)

本來,混合氣應該是在活塞上行到上死點之際,才能被火星塞點燃;現在還沒到那個階段,混合氣就自燃起來,於是就會產生爆震(敲缸)的現象。這個問題,讓引擎的燃燒效率一直不好。

直到引擎設計師們將噴油嘴移到燃燒室、推出了缸內直噴系統,讓引擎在進氣行程、活塞下行時,可以吸入純空氣,而壓縮前靠著噴油嘴的「預噴行程」,來降低燃燒室氣體的溫度;這樣才可以有效提高壓縮比、跨過 10:1的門檻,甚至高達 14:1。

等到活塞上行、壓縮行程到了接近上死點的時候,噴油嘴再大量噴油,並搭配火星塞的點火,來將燃燒效率儘可能地提高。

有些引擎的設計,其噴油次數甚至高達 7次之多,噴油壓力也高達 200bar以上。這樣的設計下,可以讓燃油效率提升了 12%以上、甚至更多。

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