P-DI發(fā)動機是一個既包含低壓噴油系統(tǒng)(進氣道噴油)又包含高壓噴油系統(tǒng)(缸內直噴)的發(fā)動機,如下圖1。
圖1. P-DI系統(tǒng)示意圖
P-DI系統(tǒng)的優(yōu)勢
從圖2不難看出,P-DI發(fā)動機的噴油模式選擇更加靈活,可實現純PFI噴射,純GDI噴射以及PFI+GDI混合噴射三種燃油噴射模式,同時混合噴射的比例也可進行調整。相對于單一噴油系統(tǒng)而言,擁有兩套噴油系統(tǒng)的P-DI發(fā)動機可以最大限度地發(fā)揮PFI在均質混合氣形成及GDI大負荷燃油霧化的缸內冷卻效應等優(yōu)勢,同時可一定程度地規(guī)避PFI大負荷時爆震帶來的混合氣加濃并且可降低缸內噴油引起的濕壁效應,改善混合氣質量,降低PN排放,為滿足嚴苛法規(guī)要求提供有力保障。
圖2. P-DI發(fā)動機噴油模式
圖3為某P-DI發(fā)動機PFI模式與GDI模式PN排放在不同負荷下的對比結果。可以看到:在中小負荷下,PFI模式的PN排放值明顯低于GDI模式,隨著負荷的增加,PFI為抑制爆震不得不推遲點火角甚至加濃混合氣,進而導致PN排放惡化。對P-DI系統(tǒng)而言,可以根據不同發(fā)動機工作區(qū)域的PFI與GDI相對優(yōu)劣程度,擇優(yōu)選擇低排放的噴油模式。
圖3. 某P-DI發(fā)動機PFI模式與GDI模式PN排放對比
除了可以充分利用GDI和PFI各自優(yōu)勢外,P-DI系統(tǒng)還可以針對發(fā)動機某些特定工況引入新的優(yōu)化思路。比如,在催化器加熱模式下,P-DI發(fā)動機可以利用PFI噴射形成均勻的混合氣,同時在臨近點火時刻,通過GDI噴射很少量的燃油,使之在火花塞附近形成一小股較濃混合氣,這種燃油噴射模式一定程度地借鑒了均質分層燃燒概念,可在保障燃燒穩(wěn)定性的同時進一步推遲點火角,提高排氣溫度,實現催化器的快速起燃。需要說明的是,博世(BOSCH)高壓噴油器短時精確控制功能(CVO)保證了上述概念中點火時刻高壓噴油器的微小噴油量的精確控制。
除此之外,P-DI發(fā)動機相對PFI發(fā)動機和GDI發(fā)動機在其他多個發(fā)動機性能上均有明顯優(yōu)勢。P-DI發(fā)動機相對純進氣道噴油(PFI)發(fā)動機和純缸內直噴(GDI)發(fā)動機在其他性能表現對比對比如下表1:
表1. PFI、 GDI、P-DI發(fā)動機性能對比
可以看到,除了在PN排放和催化器加熱上表現突出外,P-DI系統(tǒng)在減少機油稀釋,降低怠速噪聲以及降低系統(tǒng)對高壓油泵及噴油器流量需求等方面仍有超出純PFI和純GDI發(fā)動機的優(yōu)勢。但是由于額外多出了一套噴油系統(tǒng),P-DI發(fā)動機在滿足蒸發(fā)排放上的壓力也相對其他兩種發(fā)動機有所增加,也不可避免的帶來匹配及診斷等方面的工作量。
P-DI發(fā)動機管理系統(tǒng)
P-DI發(fā)動機的管理系統(tǒng)也正因如此而變得較為復雜。從下圖4中可以看出,相對普通的PFI和GDI 發(fā)動機,P-DI發(fā)動機的空氣、點火、燃油、扭矩、排氣、診斷、監(jiān)控等多個子系統(tǒng)相關模塊均會受到影響,尤其在噴射策略選擇、燃油量計算、噴射模式切換過程的燃油補償、油壓控制、模式切換時的扭矩平順以及診斷、監(jiān)控等方面的控制均需要進行針對性的功能開發(fā)或升級。
圖4. P-DI系統(tǒng)需要升級的功能包
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