多喉直噴

多喉直噴

所謂多喉直噴系統,簡單來說就是一種獨立節氣門技術。在傳統發動機上,做功燃燒時所需要的空氣由進氣口導入進氣道,經過空氣濾清器過濾後由節氣門進入進氣歧管,與燃油混合形成混合氣,最後進入汽缸燃燒。多喉直噴則在空氣經過空氣濾清器後變為每缸一個獨立的節氣門,每個節氣門上單獨設定空氣流量感測器,獨立監控每缸的進氣動作。

基本介紹

  • 中文名:多喉直噴
  • 所屬領域:科技
  • 所屬類別:立節氣門技術
  • 運用:賽車發動機
定義,套用,總結,

定義

通常還會對進氣歧管內部進行拋光處理,使進氣阻力更低,此時供油系統需要配合增加的進氣量,提高燃油壓力及精確的燃油噴射量,以達到提高功率輸出的目的。 其實多喉直噴的構造並不複雜,但是需要精確地調整以及高精度的發動機內部部件來配合才能達到理想的效果,原因很簡單,這種設計的進氣系統是為了配合高轉型發動機提高輸出功率的,發動機內部零件相對一般發動機需要格外的強化以便應付更高轉速所帶來的熱量與衝擊。
提高發動機功率是各大汽車生產廠商的必爭環節,多喉直噴(Multi Throttle Body,或稱為獨立節氣門系統)技術一直以來成為了提高發動機性能的有效辦法,不少專攻高性能發動機的知名廠商都曾運用過這項技術,無奈原廠配置這種設計的引擎多屬於賽車及高檔跑車,最多也只是在極少數重度改裝車可以看到,稀有且帶著些許神秘感。
圖片是多喉直噴系統三種不同的進氣過濾形式,左邊帶有集氣箱的設計可減少低扭的損失,最右邊的則直接放棄了過濾層,完全不顧及低轉速扭矩輸出與發動機的清潔性,多用於賽車,中間則屬於折中方式。
多個節氣門的好處非常明顯,增大了節氣閥門的總體面積,提高了氣缸的進氣量。每缸單獨的節氣門也可以減輕節氣門閥體重量從而提高回響性能,多喉直噴技術還可使難以實現的等長進氣歧管得以套用,較短的進氣歧管可以顯著提高發動機高轉速時的進氣效率。
增加了進氣閥門的面積與使用較短的進氣歧管,雖然在高轉速時擁有更佳的進氣效率,但在低轉速時會導致進氣壓力很小,氣流速度下降,損失了低轉扭力,想改善這種情況理論上最簡單的辦法就是提高發動機排量,但實際這樣做只能算是治標不治本,加大排量後還是會呈現出低轉扭力匱乏的情況,這時就需要更多的方法來配合改善損失的低扭。
另一方面,多喉直噴系統由於每缸使用單獨的節氣門設計,對於節氣門的調教與控制要求極高,調教不當,輕則發動機不順暢,影響動力輸出,重則使各缸進氣量失衡,發動機出現異常抖動,與供油系統形成的混合氣調節不當還會使發動機燃燒異常,造成磨損。而氣缸與節氣門閥體自身的清潔保護也需要格外的注意。複雜的設計與較高的工藝精度都無疑增加了製造成本。
多喉直噴

套用

多喉直噴系統最先被運用在賽車發動機上,F1賽車就是最具代表性的車型。在使用自然進氣發動機的F1賽車性能最為輝煌的時候,3升排量可以輸出900馬力以上,升功率超過300馬力,轉速接近兩萬轉,幾乎達到了四衝程發動機的極限,達到這樣驚人的數據,除了高精度的發動機零部件以及電腦程式的配合,進氣系統的跟進也是相當關鍵的。把經壓縮的新鮮空氣導入斗型集氣箱,每個氣缸採用獨立式節氣門,節氣門閥體也有別於一般的蝴蝶閥式進氣門,採用可以完全打開的側開式設計,取消了支撐節氣閥門的轉軸,在節氣門全開時閥門會隱藏在閥體邊的空間裡,使節氣門成為了一個沒有任何部件阻礙的孔道,進一步減少了進氣阻力,保證發動機在需要極高進氣量的時候沒有損失。
多喉直噴
說到在民用車型上的套用,相信看過頭文字D的朋友們並不陌生,拓海駕駛的AE86在後來換上了一台TRD改裝的4A-GE賽車發動機,1.6升排量,最高轉速達到了驚人的每分鐘11000轉,最大功率達到了240馬力,這樣的數值即便是渦輪增壓發動機也絕對稱得上出格表現。其量產車型配備的4A-GE發動機,採用雙頂置凸輪軸每缸5氣門設計,在雙VVT技術(可變氣門正時)的幫助下,配合多喉直噴系統,發動機在每分鐘7400轉時將升功率做到了100馬力。在80年代的日本高性能發動機中表現十分搶眼。這款發動機使用在輕盈的豐田AE系列運動車型上表現良好。但由於較小的排量,以及多喉直噴系統帶來的低扭不濟現象,使得該發動機的運用受到了諸多限制。
豐田出品的4A-GE多喉直噴發動機,原廠狀態下便可提供升功率過百馬力的小排量經典機型,但由於低扭匱乏與成本問題,實際套用受到了限制。
而真正將多喉直噴技術運用的出神入化的品牌之一就是大家非常熟悉的寶馬。早在1978年使用在量產車型上的3.5升直列6缸發動機就憑藉多喉直噴技術使馬力輸出達到了277馬力,這樣的數據在當年來說實屬不易。在後來的寶馬的M系列的陣營中,幾乎無一列外的使用了多喉直噴技術。第一代贏得DTM(德國房車大師賽的)的E30 M3(S14B23發動機),到後來的E36 M3(S50B32發動機)、連續六年被評為最佳發動機的E46 M3(S54B32發動機)、全新V8形式的E90(S65B40發動機)及使用F1技術的V10發動機的E60 M5(S85B50發動機)等等,全部使用了多喉直噴技術。
多喉直噴
上圖就是曾經連續六年榮獲最佳發動機大獎的S54B32發動機就使用了多喉直噴系統,喜歡寶馬車型的朋友非常熟悉,採用經典的直列六缸設計,在多喉直噴系統與Double-VANOS的幫助下,3.2升排量壓榨出343馬力的強勁的動力,成為了寶馬的經典之作。
E60 M5使用的S85B50,5.0升V10發動機,採用了大量的F1技術
配合多喉直噴系統,峰值馬力達到了507馬力
通過大型集氣箱來調整低扭不足的問題,提高低轉速狀態下進氣壓力
同時降低進氣溫度改善進氣質量
寶馬通過不斷地研發改進,使得多喉直噴技術的高轉優勢發揮的淋漓盡致,而難以解決的低扭匱乏特性也得到了改善,其方法通過寶馬Double-VANOS(雙凸輪軸可變氣門正時系統最佳化各個轉速區域的進排氣狀態,特別為多喉直噴系統精心研發的大型集氣箱以減少熱量對與進氣質量與密度的影響,進一步調高了發動機的回響性能,使瞬間加速與各轉速區域的扭力表現提升至全新的高度。
多喉直噴技術在渦輪車型的套用上也比較廣泛,像我們熟悉的“東瀛戰神”Nissan Skyline GTR R34那台大名鼎鼎的RB26DETT發動機,在雙渦輪增壓器的加持下採用了多喉直噴系統,達到了280馬力的動力輸出(為了符合06年以前日本運輸部門規定的280馬力上限而“謊報”的保守數據),該發動機經過改裝達到1000馬力以上的例子比比皆是。說回進氣系統,一般渦輪車型的進氣量是可以通過渦輪增壓值來調整的,使用多喉直噴系統最主要的目的是提高發動機的中後段動力輸出,為了達到自然吸氣發動機般的順暢和高轉速輸出特性。RB26DETT也是不多見的直六渦輪增壓量產機型中轉速最高的,實際工作特性也確實很高轉、很自然進氣化。
蘭博基尼法拉利這樣的超級跑車,也使用了類似多喉直噴的技術,雖然沒有為每個汽缸單獨設計節氣門,但多個節氣門配合特殊設計的集氣箱可以達到類似多喉直噴系統提高高轉進氣效率的目的,充分壓榨發動機的動力。像蘭博基尼與法拉利這樣的超級跑車,也使用了類似多喉直噴的技術
多喉直噴

總結

多喉直噴技術可以有效的提高發動機輸出功率,但是理想的多喉直噴系統需要精良的調校與高昂的製造成本來支持,目前只在賽車和比較高端的運動型車上使用。通過一直以來不斷的研發改進,多喉直噴系統已經完全擺脫了低扭表現差與耗油等缺點,相信在以後汽車技術的不斷發展中,多喉直噴系統會逐漸被更多的車型所使用。

熱門詞條

聯絡我們