多喉道直喷技术

什么是多喉道多喉道直喷系统?

所谓多喉直喷系统,简单来说就是一种独立的节流技术。在传统发动机上,动力燃烧所需的空气从进气口引入进气口,经空气滤清器过滤后,从节气门进入进气歧管,再与燃油混合形成混合气,最后进入气缸燃烧。多喉直喷在空气通过空气滤清器后成为每个气缸的独立节气门,每个节气门都装有空气流量传感器,独立监测每个气缸的进气动作。通常情况下,进气歧管内部会进行打磨,使进气阻力更低。此时供油系统需要配合增加的进气量来提高燃油压力和准确的喷油量,以达到提高动力输出的目的。

其实多喉直喷的结构并不复杂,只是需要精确的调整和发动机高精度的内部零件才能达到理想的效果。原因很简单。这样设计的进气系统是为了配合高过渡发动机提高输出功率,发动机内部零件相对于一般发动机需要特别加强,以应对更高转速带来的热量和冲击。

多节气门的好处非常明显,增加了节气门的整体面积,增加了气缸的进气量。每个气缸一个单独的节气门还可以减轻节气门体的重量,提高响应性能。多喉道直喷技术还可以应用等长的进气歧管,这是很难实现的。较短的进气歧管可以显著提高发动机高转速时的进气效率。

增加进气门的面积,使用较短的进气歧管,虽然在高速时有较好的进气效率,但会导致进气压力低,气流速度降低,低速时扭矩损失小。理论上改善这种情况最简单的方法就是加大发动机排量,但实际操作中这只能算是治标不治本,加大排量后依然会出现低扭矩不足的情况。这时候就需要更多的方法来改善损失的低扭矩。

另一方面,由于每个气缸使用单独的节气门,多喉道直接喷射系统需要对节气门进行极高的调节和控制。调整不当会影响发动机的动力输出,各缸进气不平衡,发动机异常抖动。与供油系统形成的混合气调节不当也会使发动机燃烧不正常,造成磨损。气缸和节流阀体本身的清洁和保护也需要特别注意。复杂的设计和高加工精度无疑增加了制造成本。

多喉道直喷系统的应用

多喉直喷系统最早用于赛车发动机,F1赛车是最具代表性的车型。自然进气发动机的F1赛车性能最出彩的时候,3升排量可以输出900多马力,提升功率超过300马力,转速接近20000转,几乎达到了四冲程发动机的极限。能取得如此惊人的数据,除了高精度的发动机零件和电脑程序的配合,进气系统的后续也很关键。压缩新鲜空气引入斗式集气箱,每个气缸采用独立节流阀。节气门阀体也不同于一般的蝶阀进气门。它采用了可以完全打开的侧开式设计,省去了支撑节流阀的转轴。当节气门全开时,气门会隐藏在气门旁边的空间,使节气门成为一个没有任何阻碍的孔,进一步降低进气阻力,保证发动机在需要极高进气时没有损失。

说到在民用车辆中的应用,相信看过前缀D的朋友都很熟悉。后来拓海驾驶的AE86换成了TRD改装的4A-GE赛车发动机,排量1.6升,最大转速达到了惊人的11000转,最大功率达到了240马力,绝对称得上哪怕是涡轮增压发动机。量产车型搭载的4A-GE发动机采用双顶置凸轮轴设计,每缸5气门。在双VVT技术(可变气门正时)和多喉直喷系统的帮助下,发动机在7400 rpm时可以达到65,438+000马力。在80年代的日系高性能发动机中非常抢眼,这款发动机在轻量化的丰田AE系列跑车中表现出色。然而,由于多喉道直喷系统导致的小排量和低扭矩,这种发动机的应用受到了限制。

丰田生产的4A-GE多喉道直喷发动机可以在原厂提供功率提升超过100马力的小排量经典车型,但由于缺乏低扭矩和成本问题,其实际应用受到限制。

真正应用多喉直喷技术的高超品牌之一,就是大家都非常熟悉的宝马。早在1978年,量产车型使用的3.5升直列6缸发动机就凭借多喉直喷技术实现了277马力的马力输出。这样的数据在当年来之不易。宝马后来的M系阵营,几乎都没有采用多喉直喷技术。第一代E30m3(发动机S14B23)获得了DTM(德国房车大师赛),后来的E36m3(发动机S50B32),连续六年被评为最佳发动机的E46m3(发动机S54B32),全新V8的E90(发动机E90(S65B40),采用F1技术的V65438。

通过不断的研究和改进,宝马充分发挥了多喉直喷技术的高速优势,同时难以解决的低扭矩特性也得到了改善。其方法通过BMW Double-VANOS(双凸轮轴可变气门正时系统),特别是针对多喉道直喷系统精心研发的大型集气箱,优化各速度区的进排气状态,降低热量对进气质量和密度的影响,进一步提升发动机的响应性能,将各速度区的瞬时加速和扭矩性能提升到一个新的水平。

多喉道直喷技术也广泛应用于涡轮机型,就像我们熟悉的?日本战神?NissanSkylineGTRR34,著名的RB26DETT发动机,在双涡轮增压器的帮助下,采用了多喉直喷系统,实现了280马力的动力输出(为了满足2006年前日本交通部门规定的280马力上限?撒谎?保守数据),发动机经过改装达到1000马力以上。回到进气系统,一般涡轮车型的进气量可以通过涡轮增压器的值来调节。使用多喉道直喷系统的主要目的是为了提高发动机中后期的动力输出,以达到像自然吸气发动机一样平顺、高速的输出特性。RB26DETT也是少有的转速最高的直六涡轮增压量产车型,实际工作特性确实很高,自然气化。

兰博基尼和法拉利等超级跑车也采用了类似多喉直喷的技术。虽然每个气缸没有单独的节气门,但是多个节气门结合专门设计的集气箱,可以达到类似多喉式直喷系统提高高进气效率,充分挤压发动机功率的目的。

摘要

多喉道直喷技术可以有效提高发动机的输出功率,但理想的多喉道直喷系统需要优良的调校和高昂的制造成本来支撑。目前只在赛车和比较高端的跑车上使用。通过不断的研发和改进,多喉道直喷系统彻底摆脱了低扭矩性能差、油耗大等缺点。相信在未来汽车技术的不断发展中,多喉式直喷系统会逐渐被更多车型所采用。

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