双循环、双喷射、双增压是什么意思?这些技术都有什么优势?

我们在4s店选车购车时,销售顾问给我们介绍各个车型的参数、配置,经常会听到这款车是双循环的,那款车是双喷射的,还有另一款是双增压的,把我们这些汽车小白听得一头雾水 。那么这些所谓的双循环、双喷射、双增压都是什么意思呢?
其实,这里面所说的双循环、双喷射、双增压都是指发动机上的一些先进技术 。双循环是指发动机同时具有奥托循环和阿特金森/米勒循环两种工作循环模式,双喷射是指发动机同时具有缸外电控燃油喷射和缸内燃油直接喷射两种燃油供给方式,双增压是指在发动机上同时有废气涡轮增压和机械增压两种增压型式 。

双循环、双喷射、双增压是什么意思?这些技术都有什么优势?

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那么发动机为什么要采用这样的技术呢?这些技术有什么优势呢?下面我们详细地解析一下 。
一、双循环
现代汽车上所使用的发动机,全称是“往复循环式四冲程内燃机” 。它在工作时会往复重复四个循环:在进气冲程时进气门打开、排气门关闭,吸入空气或者可燃混合气;在压缩冲程时进排气门都关闭,将吸入的空气或可燃混合气压缩;在做功冲程时进排气门都关闭,可燃混合气点火推动活塞下行做功;在排气冲程排气门打开、进气门关闭,将燃烧后的废气排出 。这样的一个工作循环称为“奥托循环”,是由德国工程师尼古拉斯.奥托在十九世纪七十年代发明的,是现代汽车发动机的理论基础 。
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但是这种发动机有一个缺陷,就是在做功冲程后期,气缸中的废气还有很大压力和很高的温度,还含有很大能量的情况下,就已经开始排气冲程了,有一部分能量白白浪费了 。这就导致奥托循环发动机热效率不高,经济性不好 。对此,英国工程师詹姆斯.阿特金森把奥托循环发动机做了改进,利用一套复杂的连杆机构,让发动机活塞在做功冲程的行程比压缩冲程的行程更长(即膨胀比大于压缩比),让活塞在做功冲程时尽可能地伸展,充分利用废气的能量,从而提高发动机经济性 。这样的发动机工作循环就称为“阿特金森循环” 。
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但是实现阿特金森循环的机构实在是太复杂了,故障率也很高,实用性不强,因此并没有得到广泛应用 。到了上世纪四十年代,美国工程师米勒对此做了改进,不再用复杂的连杆机构,而是用改变进气门开启和关闭时刻的方法来实现虚拟的膨胀比大于压缩比,这样的发动机称为“米勒循环”,它的功效与阿特金森循环是一样的,只是实现的方式不同 。现在米勒循环已经被马自达注册成专利了,所以其它车企只能使用阿特金森循环了 。
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而到了现在,随着电子技术在发动机上大范围使用,人们在发动机配气机构上设计出了可变进气正时系统,可以随心所欲地随时改变进排气门的开启和关闭时刻,这样就可以随时实现阿特金森/米勒循环了,并且可以在奥托循环-阿特金森/米勒循环之间自由切换,这样的发动机就称为“双循环发动机” 。一般发动机在中高负荷时使用奥托循环,在中低负荷时切换为阿特金森/米勒循环,从而提高发动机的经济性 。现在很多车企都在使用这个技术,比如丰田、大众、本田、马自达等 。
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二、双喷射
传统的发动机燃油供给系统,即电喷系统,是把汽油喷射到进气门的前面,与空气在气缸外混合后再进入气缸压缩燃烧 。但是这种燃油供给方式,燃油喷射压力小,汽油雾化不好,喷射量控制不够精确,发动机性能不同大幅度提升 。因此,工程师开发了缸内直喷燃油供给系统,喷射压力更高,汽油雾化更好,喷射量更精准,并且可以实现稀薄燃烧、分层燃烧,发动机的性能也可以较大幅度的提升 。现在的乘用车基本都使用缸内直喷燃油供给系统 。
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但是缸内直喷燃油供给系统也有一个无法克服的缺陷,就是由于汽油不再经过进气歧管和进气门,无法清洗这些部位的积碳 。而严重的积碳会影响发动机的性能 。对此,汽车工程师把气缸外电控燃油喷射和缸内燃油直接喷射融合在一起,使二者优势互补,在低速时使用岐管喷射系统,可以有效的防止和清除进气门上的积碳;而在高速时使用缸内直喷系统,可以提高发动机的动力性和降低油耗 。


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