缸内直喷怎么喷（你真的懂缸内直喷吗）

缸内喷射到底是个啥

缸内直喷技术的兴起，确实就是又爽又直接。

上面是一个化油器，是中古时代的汽车上，进行燃气预混合的一种设备。因为性能局限性很大，很快就被新的技术替代了。

燃油电喷射技术开始慢慢取代了老古董化油器。

对于现代内燃机，主要的两种应用是歧管喷射技术（PFI）和缸内直喷技术（GDI）。PFI是用喷油嘴将燃油喷射到进气道和气门背面蒸发雾化，与通过节气门涌入的新鲜空气混合后被吸入气缸。

PFI的优点是，燃油雾化后有较长的时间和空间与新鲜空气混合，所以空气燃油的混合气会比较均匀地被送进燃烧室，均匀燃烧条件下，燃烧更加充分。

食物颗粒细小，消化更加好，一个道理。

但同时也存在一个问题，喷油量和喷油时机的直接控制性能很差，因为喷出的燃油还要经过蒸发、混合，才能被吸入燃烧室，气门关闭的时候也会阻隔一部分混合气。

这就意味着喷油嘴再灵敏，对于进入燃烧室的油量控制也是隔缸搔痒。对于新时代的发动机来说，这样的控制能力就像个不利索的老年人。

于是GDI技术渐渐成为主流方向，因为这样的供油方式实在是太爽太直接了！

此时一支喷油嘴低调路过

当然这也得益于机加工水平和电控水平的相应提高，因为直喷的精髓就是快、准、狠：在合适的时机，猛烈地喷出此时需要的油量。

这也带来了一个小问题，没有时间咀嚼，吃进肚子里的食物有粗有细，很多食物依然会See you tomorrow——产生燃烧不均匀和颗粒物超标的问题。

另外直喷需要很好的控制技术，大家是否还记得本田机油门，从根本上来说，就是因为北方冷启动困难时，缸内多次加量喷油积聚在缸壁上没有参与燃烧，导致刮油环把多余的汽油收集进机油油路里。

那到底什么是正确的喷油姿势？

大家普遍认为GDI技术是晚于PFI发明的，其实最早的GDI技术是戴姆勒和博世联合开发，早在19世纪30年代就应用在航空发动机上的。

DB601A型汽油直喷航空发动机

最早使用GDI技术的车型也是奔驰旗下的MERCEDES-BENZ 300 SL。

那年是1954年，这一类早期的缸内直喷其实很早被提上日程，但时机仍然没有成熟。我上面说过，GDI的精髓是快准狠，由于两次世界大战爆发式增长，机械水平已经足够精进，但电控技术则是一个全新的领域，机械式的泵压喷油机构完全不能胜任控制喷油的角色。

油耗、动力、污染物（那时候其实也不控制）都没有优势的情况下，歧管喷射开始全面替代缸内直喷技术。

到了上世纪末，各国车企开始发现一件事，在电控技术和机械加工发展了这几十年后，GDI好像又能有新的诠释方式了。

但每个国家的工业侧重不一样，日本人做电控很厉害，德国人做精密加工很厉害，美国人把德国人和日本人雇佣过来两头弄，大家开始紧锣密鼓搞GDI的研发。

GDI的研发是为了一个"不可能完成的任务"

燃油经济性、环境友好度、动力需求等等要素的辩证统一只能通过提高燃效来达成，这也是目前内燃机领域主殿堂的天花板，把它拔高了，殿堂里的几根柱子才能同时提高。

一般做法是继续提高空燃比来提高燃效，而PFI的供油方式很难达到极高的空燃比，但GDI在21世纪却可以了（子技术的发展依赖母技术的进步）。

这里还要提一下，与PFI和GDI并驾齐驱的技术叫HCCI均质压燃，也就是马自达在走的路线，后面也会简单提到。

看动图就能知道，缸内直喷是个细活儿。而对于直喷来说，由于没有时间来让油滴挥发成蒸汽，只有靠喷嘴直接雾化汽油来组织稀薄燃烧，而雾化的效果最终决定了燃烧特性。

受到喷射压力影响最大的是排放，除了CO上升外，其他组分尤其是颗粒物降低程度明显。这从一定程度上是在还原PFI的优势。

双喷射，两条腿走路

各有各的优势，那就合二为一。

歧管喷射 缸内直喷=取长补短，互通有无

上图是EA888 GEN3的双喷射体系，一目了然的，两套油轨两套喷油器。

这是此种双喷射的典型代表，工作模式可以总结成一段话：

低速低负荷主要低压喷射，高速高负荷主要高压直喷，启动暖机过程高压多重喷射。这也是大多数PFI GDI双喷射的主要策略——运动量小的时候吃的细吃的少，运动量大时候直接往胃里猛塞，而启动时为了保证不熄火、排放不超标，同样采用高压多重喷射。

这是一套复杂的控制逻辑，需要很高的成本来实现，目前主要搭载在售价较高的车型上。除了大众集团这款EA888 GEN3，还有丰田的D4ST 2.0T发动机（多搭载于雷克萨斯）、福特的1.5TECOBOOST、和日产的明星机型,可变压缩比VC-TURBO 2.0T。

双歧管喷射

PFI PFI=双倍的细腻和动力

图片来自网络

上图来自汽车之家

最近的双歧管喷射的消息来自于新名爵ZS的动力总成解析会。这套双进气歧管喷射从喷射压力和喷油位置、孔径上做了优化，更靠近燃烧室，喷射压力提高，在蒸发前就能很好的雾化。另外，由于双喷射器的设置，在高负荷工况下能输出双倍细腻的燃油颗粒混合器。

所以名爵ZS的动力表现和排放都能控制在一个比较好的水平上。

超高压缸内直喷，35MPa的意义就是一个顶俩。

双喷射的做法其实就是取长补短，但如果缸内直喷能做到歧管喷射的优势会怎样？

一些对发动机研究比较深的，尤其是豪华品牌开始做超高压缸内直喷，比如宝马的B系列发动机，从N系列的20MPa喷射压力提高到了35MPa。

而目前国内外大多数的直喷压力是20MPa。几乎翻番的燃油喷射压力能以下优势：

1- 更好的雾化效果，进一步降低排放。

2- 提高喷油器的精度和一致性。

这样就不再需要两套喷油机构以及执行机构的复杂配合控制，一切从简，干净利落。

但这对加工精度和配套油轨、油泵的性能提出了更高的要求。

除了宝马的B系列发动机，最近公布使用35MPa直喷系统的厂家是上汽通用旗下的第八代动力总成。这也成为第一个正向满足国六B标准厂家，手里打出的几张重要技术牌之一。

在直喷领域，35MPa是目前最好的选择。

以后会怎样，要看母技术的发展

从技术演变来看，没有哪种技术一定能站在性能制高点，直喷技术问世后由于世界范围内都没有好的电控水平，所以被歧管喷射的方式所取代，直到上世纪末三菱拿出了新的GDI技术，大家都跟进研发。甚至GDI三个字母都是三菱注册的专利，所以其他家的缸内直喷都有自己的名字。

就目前来看，GDI技术应该还是作为主路线去走的，PFI会作为辅助，或者在搭配其他发动机技术的情况下酌情使用增强版本的PFI技术（比如名爵ZS的双歧管喷射）。

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