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时间: 2024-03-29 12:24:14 | 作者: leyu娱乐登陆
在过去几十年里，汽车制造商耗费大量时间与金钱开发并进化了涡轮增压汽油直喷（TGDI）发动机，以提供传统自吸发动机没办法实现的输出（升功率）和燃油经济性的平衡。
如今，一台2.0升4缸TGDI发动机可以输出超过其自吸排量版本两倍以上的马力和扭矩。在稳定速度巡航时，发动机只需消耗少量燃料既可。但是直喷技术在上市时并未意识或考虑到其中的缺点。
仅使用直喷发动机会形成大量进气阀积碳（同时使用进气歧管喷射和直喷的发动机不可能会出现此问题），并导致气缸进气流量严重受限。结果是随着积碳的增加，发动机逐渐丧失马力。
短期内，你能做的就是在积碳形成后进行清理洗涤，长期解决方案是采用特定类型的辅助系统（水喷射或水甲醇喷射），以及定期清洁进气阀。
虽然这样的一个问题很烦人并且会降低动力，但其中更麻烦的问题则是低速早燃点火（LSPI，Low-Speed Pre-ignition），有几率会使发动机严重损坏。
发动机低速早燃问题是指当发动机转速不高（1000~2500转）而扭矩输出较高时，空燃混合物在火花塞正常点火前发生的缸内自燃现象，一般会出现在小排量涡轮增压汽油直喷发动机低速大负荷运转时。
通过直喷，燃料只能在进气和压缩冲程发生点火之前喷入气缸，最多只有50%的时间来使燃料蒸发。相比之下，进气歧管喷射发动机可以在所有四个冲程期间向进气阀的后方喷入燃料。
停留在阀门后方的燃料可通过进气口的热量开始蒸发过程，甚至在进入气缸之前就开始，那么问题来了，未蒸发的燃料有何不好？
液态燃料可以与乳化机油结合形成易自燃的混合物，而这样的一种情况能够最终靠低辛烷值或柴油相关情况来解释。我们都知道低辛烷值燃料更容易出现爆燃，乳化机油与汽油的混合会产生更容易发生爆燃的低辛烷值混合物。
对于更熟悉柴油发动机的人来说，可以将乳化机油和汽油想象成因气缸内的热量和压缩而自燃的柴油燃料，而不是传统的火花塞点火，因为柴油机没有火花塞，其采用压燃式。
因为与汽油相比，柴油自燃温度更低，另外，柴油机的压缩比比汽油机高，所以柴油机能够最终靠压缩来点燃混合燃料。
早燃点火是指在火花塞点火之前，气缸内的空气燃料混合物被点火的现象。与火花塞点燃空气燃料混合物不同，早燃点火是由于气缸内的温度和压力引发的（类似于柴油发动机压燃方式，因此有了“自燃”的绰号）。
传统上，燃烧室和活塞顶部的过多积碳可能会限制燃烧热量向冷却系统的传递，因此，在进气和压缩冲程期间，气缸内的温度可能升高到引发早燃点火的程度。由于燃烧室中的锐利边缘或高温火花塞导致的热点，以及冷却系统效率降低（比如散热器堵塞，风扇功率不足），也可能会引起早燃点火。
对于涡轮增压直喷发动机来说，燃料蒸发的时间有限，使得发动机更容易发生早燃点火。当液体燃料与乳化机油结合时，就会产生易发生早燃点火的混合物。
而空燃混合物的早燃点火与点火时机意外提前具有相同的效果，如果早燃点火发生的时间很接近火花塞点火的时间，那么“点火提前量”很小，正常燃烧将会发生。当早燃点火发生得更早时，就会导致爆燃事件。
而爆燃，也被称为爆震，是空燃混合物进行快速而剧烈的爆炸过程。而为了能完全理解爆燃的不良后果，可以先了解火花塞点火的理想燃烧过程。
当火花塞被“点火”时，火花应在火花塞间隙处引发一个火焰核，这个火焰通常以每秒350-450英尺的速度向外扩散。气缸内湍流越通常，燃烧速度越快。理想情况下，燃烧速度应尽可能快，以确保燃烧完全，并将所有空燃混合物转化为能量。
大约在2毫秒内，所有空燃混合物都会被燃烧完毕。当发生爆燃时，燃烧速度将是超音速的，突破声速可以引发被听到的敲击声，并在燃烧室内产生剧烈的压力脉冲，其压力可以是标准气缸压力的三倍以上。
在爆燃发生时，这种压力脉冲也是在活塞、连杆和曲轴处转换为正能量之前发生的，因此，连杆轴承顶壳通常是首先受一定的影响的发动机部件，尤其是在小型爆燃事件中，而更大的爆燃则可能会弯曲连杆，裂开活塞并破坏汽缸垫片。
要避免低速早燃点火，能采用一些措施来降低其发生的可能性。包括驾驶风格、燃料选择、机油选择和改装零件的升级。
就驾驶风格而言，我们大家可以从该状况的名称中找到处理方法。低速意味着低发动机转速或低时速，在发动机处于低转速时，务必限制对发动机的负载。全油门和负载应仅应用于发动机产生可观扭矩的转速时。
另外则是选择高辛烷值的燃料，能够更好的降低低速早燃点火的可能性，另外换成柴油车也可能降低这块问题的产生，不过没有可操作性。
此外，使用专门设计用于减少涡轮直喷发动机低速早燃点火可能性的机油是非常推荐的。至于改装零件升级，任何降低火花塞点火之前气缸温度的部件都会降低低速早燃点火的可能性。
API SN-PLUS机油和具有专门减少低速早燃点火的高性能非API机油与标准API SN机油具有不一样的添加剂配方。
在API SN规定出现之前，通常在机油添加剂中使用钙和钠化合物作为清洁剂，而欧洲规范的ACEA A3/B4规定要求钙的含量异常高（是SN规范中的两倍）。而钙和钠化合物回增加产生低速早燃的可能性，而ZDDP（锌）和钼添加剂则会减少低速早燃可能性。
而机油灰分是一个关键点，机油中硫酸盐灰分含量越高，早燃发生的概率越大，保持燃烧室清洁，使用无灰分或低灰分清洁剂可降低低速早燃发生概率。
而刚才说到的API SN PLUS以及API SP与GF-6等标准都提出改善低速早燃问题，对机油的相关性能也提出了要求，并对保护涡轮增压器，抑制机油在涡轮增压内的结焦或沉积物生成，避免涡轮增压温度过高以及轴承故障等做了针对处理。
但这并不代表配方中不能含有任何钙化合物，而是存在一个阈值，在该阈值以下就不会成为问题。防止低速早燃的配方不太可能使机油乳化到与燃料结合形成易于低速早燃的低辛烷值程度。
涡轮增压直喷发动机提供了以前通过进气歧管喷射没办法实现的性能和效率水平。然而，在这项技术推广之前，车企并没有充分解决直喷带来的问题。
尽管慢慢的变多的人了解进气阀积碳的问题，但很少有人意识到低速早燃危险，选择原厂配备进气歧管喷射和直接喷射的发动机可以消除进气阀积碳问题，也能够最终靠添加水-甲醇系统或额外的进气歧管喷射来解决低速早燃。