幾年前,福特用一臺1.0T發動機震驚了世界,美國人也能把小排量玩到如此極致。如今,福特又拿出了新一代1.5T發動機,記者也因此沉浸在由它引發的新趨勢的思考中。
福特新一代1.5T發動機很有話題:高達200馬力的超大功率。這什么概念?比一些2.0T功率還高,接近高爾夫GTI的2.0TSI了。關鍵它是三缸的結構,還有“閉缸”變成雙缸工作的高科技。
對于這款發動機的黑科技,記者更多的目光還是聚焦在了混合噴射上。
混合噴射?也就是一般說的燃油雙噴射。
這不是豐田的首創嗎?而且大眾也都采用了,福特“跟風”有啥值得說的?沒錯,恰恰是這種“跟風”,更進一步印證了技術發展的趨勢:單一的缸內直噴技術很可能就要被淘汰了。
除了混噴,還有非直噴
直噴,最早其實是三菱嘗試的,不過這個先行者失敗了。真正讓直噴成為新主流的是大眾,并且成效也很顯著,動力又好又省油,其他廠商不得不跟隨。以至于“是否直噴”被作為衡量發動機技術先進性最重要的標準。
然而最近我們卻注意到一個變化:各路廠商對于直噴已經不那么“觀點一致”了。最典型如豐田,它剛開始排斥直噴,隨后又獨自研發出混噴,一副“感覺單一直噴不靠譜”的架勢。大眾、福特隨后也開始跟進,混噴陣營越來越大。
廠商開發新機型的時候,并沒有“非直噴不可”。最典型的如通用的1.3T,很難想象這樣一款全新機型居然沒有采用直噴。
另一個典型是長安,已經有1.5T(單)直噴發動機,也正在研發混噴,只是還未量產,但也不惜“回過頭”搞一臺1.5T非直噴。選擇混噴要額外增加一套系統,噴油管理程序要復雜不止一倍。如果不是“很有必要”,廠商是不會這么干的。
很多人認為:新機型回過頭采用非直噴,只是純粹為了控成本。然而,非也非也。原因在于直噴在營銷層面的副作用,對銷量的影響都是現實存在的。如果不是“很有必要”,一般廠商也不會“出此下策”。之所以如此,只有一個原因:那就是直噴存在令人討厭的BUG。
而且這個BUG難以徹底解決。
直噴很優秀,但也并非所有工況都更好
記者在這里沒有絲毫否定直噴的意思,相反直噴在能效領域的價值絕對是革命性的。直噴的能效為什么高?
原因展開說一大堆,核心其實就兩點:
一個是可以精準噴油。因為油是直接噴到燃燒室里,噴多了還是噴少了,氧傳感器可以提供準確的信息,電腦程序只要設計到位,可以做到“燃盡每一滴燃油”。
另一個是直噴可以在壓縮行程再噴油。從而大大提高壓縮比和空燃比(即所謂稀薄燃燒),這樣也更有利于燃油的充分燃燒。
還有多次噴油的分層燃燒等等。這些提高燃效的手段,讓歧管噴射在它面前都顯得“土爆了”。然而大家留意一個現象,即在“混合氣充分混合”這個問題上,直噴卻是不如歧管噴射的。
原因:
歧管噴射是在進氣過程中噴油,油霧隨著進氣與空氣一起通過氣門縫隙吸進氣缸內,此時有一大堆的滾流、渦流,“混合”起來自然得心應手。
直噴就不行了。雖然它也可以利用進氣行程的氣流,但不可能做到像歧管噴射那樣“均勻”。那么在需要“均質燃燒”的工況下,直噴就反而不如歧管噴射。而這在某些特定工況下帶來的問題還挺撓頭。
直噴在冷車工況下確實“撓頭”
看過混噴相關介紹的應該都有所了解。混噴相比單一缸內直噴,額外加入的歧管噴射,主要的工作時間就是冷車工況下。為何?因為這個工況下直噴應對起來確實很撓頭。
低溫工況下啟動發動機,為了保證發動機正常運轉(而不熄火),過去的化油器車型需要“拉阻風門”增大怠速進油量。電噴本質上也一樣,這時候需要加大噴油量來維持發動機的運轉。這個時候,什么分層燃燒、稀薄燃燒統統都不要,要的是平穩的均質燃燒,讓發動機平穩運轉,直至達到工作溫度。
這種工況歧管噴射應對起來確實“駕輕就熟”,多少年了都沒問題。直噴就沒那么容易了。
由于混合氣的混合狀況不佳,會導致同處一個燃燒室,卻存在著燃油密度不同的區域。在噴油量大、溫度低的情況下,就會出現某個區域燃油過剩和某個區域燃油不足。說白了,就是無法實現充分燃燒,形成顆粒和積碳。這也就是所謂直噴發動機低溫下容易積碳的原因。
更要命的是,由于進氣門沒有汽油的清洗,積碳堆積的問題還會進一步加劇。
排放和積碳的問題很多人早有耳聞,但這還不是最要命的。真正讓人撓頭的,是直噴在冷機工況下,更容易讓未充分燃燒的燃燒室氣體進入曲軸箱,這里面有燃油蒸汽(甚至還有燃油,也就是所謂的“濕壁效應”),也有水蒸氣。這些氣體通過曲軸箱通風系統,經過油氣分離器的處理如果再不得當,導致截留過多的燃油或水汽回到曲軸箱,就會導致機油增多。
本田機油門的爆發,相當于將直噴的這一BUG放大
至此所有人腦海里應該都冒出一個車型的名字:新CR-V。
沒錯。新CR-V因為“產機油”而成為近期的大網紅。而這一網紅事件,如果從技術上追本溯源,實際與單一直噴密不可分。或許有人說,將此事件歸罪于直噴讓人難以接受,因為直噴車型又并非CR-V一款。
的確,并不是所有的直噴機都如此大面積出現機油增多,CR-V機油增多的原因也不僅僅只是因為直噴。然而我們仍不可忽略直噴在這一事件上的影響力。
一方面,如果CR-V這款機器不是直噴機,引發這一事件的可能性幾乎為零。
另一方面,其他的直噴機并非沒有這種情況,只是沒有這么突出、大面積爆發而引發關注而已。
事實上早在多年前,很多廠商的很多車型,都小范圍爆出過機油增多的案例。甚至在人們印象中機油只會減少的大眾TSI,也有過(冷車工況頻繁的車主)爆出機油增多的情況。
就不能徹底解決這一問題嗎?說實話,難,很難。因為它還需要平衡其他工況(尤其與冷車相反的工況,如暴力駕駛、長途駕駛等等)。
對此記者之前也解讀過。最典型的反例就是大眾,就因為顧及這個問題,冷車短途“產機油”不常見,卻導致長途駕駛、暴力駕駛“燒機油”。
那有沒有徹底解決的辦法呢?有,那就是讓冷車啟動不再直噴。于是就有兩個方向低級別車型要控成本,混噴劃不來,那就舍棄單一直噴;中高級別車型則簡單,直接上混噴就好了。
小結:
福特研發這款全新1.5T的時候,肯定沒預料到本田鬧出個“機油門”。然而它在1.5T這種低級別機型上依然采用混噴,自然也是注意到了單一直噴的這些BUG。否則,兩套噴油系統加持所帶來的成本壓力,對于這樣一臺注重性價比的1.5T發動機是吃不消的。
再結合其他廠商的一些動作,以及東本頗為應景的“機油門”事件,讓我們可以比較清晰地看到噴油領域的這么一個趨勢:單直噴真的很有可能會被淘汰。