缸内直喷技术的历史及其弊端解读(3)
BMWCHE/2016-01-16/技术解析/阅读:次
缸内直喷技术会加速积碳的生成？
1、缺少自清洁能力致使进气门积碳较严重
首先要说的是，积碳是发动机运转过程中不可避免的一种现象，但对于一台缸内直喷发动机而言，燃油喷射系统的结构也会对积碳的形成产生影响，从而出现发动机动力下降，油耗升高等问题。
2、积碳一般都在哪？
一般情况下，节气门、进气歧管、进气门、气缸、喷油嘴等处都会形成积碳，按照一定的保养周期采用免拆清洗的方式可以起到适当的清除作用。清洗是一方面，我们寄希望于发动机在运转过程中可以尽可能地抑制积碳的“滋生”，油品质量是个重要的因素，此外，发动机能对此做什么呢？
喷油系统结构的变化也导致了两种发动机在积碳形成部位方面有所不同，例如进气门。事实上，汽油也是很好的积碳清洗剂（有机溶剂），歧管喷射发动机在运转的情况下，喷油嘴喷出的汽油通过进气道、进气门进入气缸，在这个过程中，汽油可顺带对这些部位起到清洗作用，而缸内直喷发动机由于喷油嘴直接探入气缸，因此，也就没有这项“自清洁”功能。
3、为什么进气门背部易形成积碳
相比排气门背部，进气门背部的积碳相对要严重些。曲轴箱通风系统是一大诱因，机油蒸汽会被引入到进气歧管从而通过进气门进入气缸燃烧，由于先期机油和机油蒸汽分离不彻底，就会有少量的机油掺杂其中，附着在进气道以及进气门背部的机油在高温的作用下形成了积碳，在缺少“自清洁”能力的条件下，积碳就会更为严重。反观排气门部位，受到高温和排气气流作用，其形成积碳的压力本身就比进气门要小。
由此看来，对于缺少“自清洁”能力的缸内直喷发动机来说，进气门背部的积碳问题关键在于曲轴箱通风系统，但它是维持发动机正常运转的关键环节，因此，唯有对曲轴箱通风系统进行再度优化。
3、为什么曲轴箱通风系统很重要
发动机（往复活塞式内燃机）在运转过程中，燃烧室内形成的高压气体会通过活塞环窜入曲轴箱，这就会导致曲轴箱内部的压力出现升高趋势，如不加以控制，这种情况将直接影响到发动机润滑系统，因此，需要依靠曲轴箱通风系统不断地将窜入曲轴箱的混合气导出，为了满足环保的要求，混合气必须送入气缸进行再次燃烧。
4、发动机研发时没有考虑曲轴箱通风系统易导致进气门形成积碳吗？
因燃油喷射技术的改进导致了发动机结构出现细微变化，在研发以及验证阶段，工程师一定考虑到了这个问题。燃油喷射技术的提升对于发动机整体的素质有了更高的要求，我们还是把焦点放在曲轴箱通风系统环节。
早期的发动机对于曲轴箱通风系统回收来的混合气（夹杂机油蒸汽）没有太多限制，基本是直接送入气缸燃烧，之后为了控制通过这条途径进入气缸的混合气的成分，特此在过滤装置上进行优化，从原先的单向阀到之后的迷宫式、旋风式、离心力式等油气分离器，为了达到更好的分离效果，还有采用两种或三种分离器相结合使用的情况，它们都是为了将混合气中的机油尽可能的分离并送回发动机润滑系统，其余气体送入气缸燃烧。
尽管如此，无论是使用性能更好的离心式油气分离器，还是使用两种甚至三种分离器组合成一套油气分离系统，还是无法保证机油和机油蒸汽彻底分离，这也就意味着被送入气缸燃烧的混合气中夹杂一定的机油（哪怕是极少的含量，机油通过进气歧管、进气门进入气缸也是事实）。更为关键的是直喷发动机在进气门处缺少了“自清洁”的能力，这也就给积碳的形成创造了条件。
5、有了积碳怎么办？
由此看来，除一般情况下生成的积碳外，对于缸内直喷发动机而言，进气门背部的积碳确实比较棘手，既然不可避免，那就只能依靠有针对的清洗才能将其清除了。通常情况下，我们可以采用进气道免拆清洗的方式对进气道以及进气门进行清洗，相比普通电喷（歧管喷射）发动机，积碳的清洗周期可能要视具体使用状况缩短（对于缸内直喷发动机而言，向油箱加注汽油添加剂只能对油路以及气缸内起到清洁作用，但对于进气门背部的清洁作用微乎其微）。
总结：
毫无疑问，在新能源技术尚未成熟之时，我们只能通过对现有成熟技术进行优化来满足当下需求，在油耗和排放法规的驱使下，历史又一次为汽油发动机选择了缸内直喷技术，它的推广在汽油发动机的发展过程中起到了关键的作用，通过对喷油量的精确控制以及发动机工况的管理，带有缸内直喷技术的汽油发动机在燃油经济性方面相比歧管喷射发动机具有一定优势，为了更进一步提高发动机效率，与增压技术的结合在当下已成为黄金组合。
不过，就像本文中提到的这两个弊端。虽然油耗更低，但尾气中微粒的含量却高于歧管喷射发动机，另外，进气门积碳的问题确实困扰了一部分车主。当然，人们并不会因此而怀疑这项技术的优势，更全面的了解它也没什么不好的。随着各国排放法规的逐步提高以及发动机技术的再完善，相信缸内直喷汽油发动机的优势会越来越凸显
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