Nostrum K ITI在流动台上

汽油直喷:时尚还是未来?

内燃发动机已有150年的历史了,其热效率-从燃烧转换为机械功的能量-不太可能与新兴的替代品相提并论。 对于我们当中的表演发烧友,他们对未来充满忧虑,您并不孤单。

尽管内燃机对汽车动力的垄断已经结束,但乐趣并没有。

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还没。

汽车制造商一直在内燃机(ICE)上进行投资,并且在过去20年中已生产超过10亿辆汽车。他们并没有放弃为其产品提供动力的核心技术,而是出现了几项新技术,使制造商能够满足日益严格的燃油经济性标准。

热效率已经从福特T型车的约15%上升到如今的35%。效率提高133%是积极的,我们有许多发展值得感谢。例如,电子控制单元(ECU),物料推进,涡轮增压以及现在的汽油直接喷射(GDI)。实际上,GDI已经很成熟,它是马自达Skyactiv,福特Ecoboost,通用汽车Ecotec动力总成的一部分。

2009年,在美国销售的乘用车中只有7%配备了GDI。如今,制造商正在不断向GDI过渡,而今年,在美国销售的汽油动力新车中,大约有一半将是GDI。

汽油直喷技术正在撰写内燃机燃料输送的今天篇章。这是技术进步中的最新技术,每种技术都使燃料的引入更接近燃烧点。一系列的燃油输送技术从化油开始,发展到单点燃油喷射(SPFI),发展为多端口燃油喷射(MPFI),最终达到了GDI。

每种技术都比过去有重大进步。

而且,尽管越来越复杂,除非您是Bosch,Denso或Eaton的工程师,否则您无需知道如何开发GDI系统来了解其工作原理。

汽油直喷将燃料输送直接移动到气缸内的燃烧点,并进一步完善了控制工程师可以对空气/燃料混合物施加的控制。结果,配备GDI的发动机再次提供了更大的动力,更好的燃油经济性和改善的排放。 GDI听起来像万灵药,但是与大多数新技术一样,它存在成本和风险。

早期的GDI部署遇到了初期问题。

例如,汽油直喷喷嘴比以前的喷嘴更坚固,因为它们必须承受燃烧室本身的热量和压力。此外,这些喷嘴比其MPFI表亲更加精致,进一步加剧了工程和制造方面的挑战。早期装备GDI型号的车辆的车主更加担心的是,如果没有精确的喷射映射和气缸内燃料羽流的控制,燃烧可能会不均匀和/或不完全。这导致在进气门的背面积碳,积碳会迅速反复发生,严重影响了驾驶性和费用。

目前配备GDI的车辆已在很大程度上解决了这些问题,但对于售后市场,要实现更高的性能必须克服这些问题。

面向性能的GDI系统中的一个挑战是需要在极短的时间内,在巨大压力下,将大量的燃油引入气缸,而在燃烧之前,它不会撞击到相反的气缸壁。对于在燃烧室上游引入燃料的MFPI系统而言,这不是问题,但在GDI中,如果燃料撞击到气缸的相对壁,则燃烧不均匀,并且碳会积聚在进气门的顶部。

该问题似乎是渐进的,但是结果很严重。 大众GTI,雷克萨斯IS 250或奥迪车主可能会熟悉这个有害的,昂贵的问题。

正如售后市场调谐器仅通过调整ECU来提高配备SPFI和MPFI的车辆的性能一样,售后市场调谐器也可以在装有GDI的车辆中调整ECU。喷油器本身可以发现售后性能调节的其他方面。只能在其硬件允许的范围内调整车辆的附加输出。例如,高度调谐的车辆通常通过强制进气来接收其空气输送的升级,最终将遇到燃料输送的限制。为了继续产生更多的动力,这些车辆需要大流量,售后市场的喷油器,而对于更极端的应用,则需要大流量的​​燃油泵。

GDI系统中存在相同的约束。例如,想要他们的凯迪拉克ATS 2.0产生超过450马力的消费者,可能需要的不仅仅是涡轮增压器升级。他们将需要满足其燃油输送要求,否则将遭受驾驶性能的后果。

虚无能量 专门从事定制工程加油解决方案和研究。他们与大学,原始设备制造商,一级供应商和赛车队合作,开发先进的燃烧解决方案。换句话说,他们正在要求苛刻的环境中工作,以开发我们可能会在10到20年后在生产车辆中采用的解决方案。它们处于GDI和注水技术的最前沿,这使他们对内燃机的科学有了深入的了解。

Nostrum尝试珩磨OEM GDI喷油嘴以减轻燃油流量。他们试图在OEM喷油嘴上增加更多的孔,以让更多的燃油通过。这些都没有产生必要的结果,因为它们没有提供可靠,高度可控的燃料输送增加所需的精确管理。该公司花了三年的时间开发出一种干净的进样器设计,该设计克服了高流量GDI的障碍。 他们获得专利的动力学颗粒分解机制(商标为High Flow K-DI)受到制药行业的启发。

HDEV 5与Impingector环境HS图像喷雾

Nostrum可能不会成为低成本解决方案。例如,调整每个GDI喷嘴设计需要在36核计算机上每毫秒的注射时间进行12个小时以上的计算。而且Nostrum的GDI解决方案不只是尝试引入比OEM系统更多的燃料。他们的高流量K-DI喷嘴通过减小液滴尺寸并控制燃料羽流的方向和形状来改善OEM喷射器,从而改善雾化并缩短喷射周期。

此外,由于其高雾化喷射器燃烧了更多引入的燃料,因此降低了积碳的风险。

在2016年第一季度,Nostrum将推出适用于GM Ecotec 2.0动力车辆的High Flow K-DI GDI喷嘴和相关硬件。这不是您父亲的750 CFM碳水化合物或手持式柴油调谐器-您需要专业人员进行安装和集成。 Nostrum正在与一个未公开的合作伙伴合作,该合作伙伴是Ecotec调整的领导者,并且了解如何利用其GDI系统随附的九个3D喷射器特征表。该公司报告说,其喷油器很可能会作为传统的多级调谐解决方案的一部分提供。

尽管价格昂贵-每个密歇根州制造的喷嘴将运行约450美元-潜在的结果是惊人的。 Nostrum目前不会承诺输出2.0 Ecotec的详细信息,但他们会通过补充性的硬件改进和专业调整来保持这一点,超过500马力。 Nostrum在其他配备GDI的车辆(例如福特Ecoboost 2.0和2.3,以及为335、435和535提供动力的BMW N55)的开发解决方案中处于领先地位。

该公司在性能售后市场中并不知名,但情况可能会有所变化。

虚无能量计划在2016年售出2,000多个单位,并且随着其解决方案的知名度和新应用的推出,预计此后将显着增长。 Nostrum不会永远拥有高性能的售后市场GDI空间,但是如果您是Ecotec动力汽车的早期采用者,希望在阻力条上使异国情调和大排量的肌肉感到尴尬,请关注Nostrum。

“ Nostrum为高流量GDI应用提供了高度工程化的优雅解决方案。” 〜Frank LoScrudato, Nostrum Energy开发和运营副总裁。

* 塞思公园是汽车行业的资深人士,企业家和西雅图海鹰队的球迷。
在Twitter上关注他: @mseth_parks

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