缸内直喷汽油机采用哪种燃烧方式（国产车汽油机的缸内直喷采用的均质模式还是分层稀薄燃烧模式）

讨论这个问题，应该先对直喷技术有一个大致的了解。

1925年，一位瑞典的工程师乔纳斯·赫斯曼（Jonas Hesselman）研发了一台直喷发动机，它的特点是既可以使用汽油也可以使用柴油，运行模式是奥托循环和迪赛尔循环的混合体。Hesselman发动机在二三十年代被用在瑞典的公共汽车和其它服务车辆上，算是直喷汽油机在汽车方面的最早应用了。

Hesselman发动机有与汽油机相同的(低)压缩比，但因为配有一个喷射泵及大功率火花塞，所以也可燃烧柴油(或其它燃料)。Hesselman发动机变得大受欢迎，但不如高压缩比的柴油机效率高。但如果碰到严峻的路况和优秀的司机，它不失为一台优良、可靠的动力源泉。

大家都知道发动机还是得看德国。如今大名鼎鼎的博世公司在30年代开发了成熟的汽油缸内直喷技术，用在奔驰和宝马的航空发动机上，紧接着很快就投入到二战中。当时的直喷是使用纯机械控制的原理，燃油消耗不比化油器少，所以开发直喷发动机的目的不是省油而是增加飞机的功率同时提高机动性。1933年戴姆勒-奔驰公司研制了新一代的DB600系列发动机，性能接近1000马力，是当时世界最先进发动机。1935年奔驰在此基础上加入了缸内直喷技术，就成了DB601。

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而对于汽车来说，在二十世纪80年代发明电喷技术之前，所有的汽车汽油发动机都是用化油器来实现油气混合。

电喷技术的到来不仅有效地降低了汽车有害气体的排放，顺便也令各国建立了汽车排放标准体系。可以说拖电喷技术的福，有些排放标准不达标的车辆在某些国家就被强制淘汰了~~

20世纪70年代后期，福特公司开发出一种分层燃烧技术的引擎，这个分层燃烧技术成为“ProCo”（Programmed Combustion）。其技术核心在其利用了一个独特的高压泵和喷油嘴并采用直喷技术。这个“ProCo”V8引擎应用于福特115和维多利亚王冠（Crown Victoria）上。后来这个计划由于几个技术原因被迫取消：第一，电子控制系统还不够成熟，这是最关键的因素；第二，泵和喷油器的成本过于高昂；第三，稀薄燃烧产生的氮氧化物超出了不久之后EPA新颁发的环保条例。

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大约从1990年前后开始，汽油缸内直喷技术又重新引起人们的重视，于是直喷汽油机出现了。

1996年，三菱最先投入日本市场的缸内直喷GDI（Gasoline Direct Injection）汽油机采用了分层燃烧技术以降低油耗。后来技术也传播到了欧洲市场。不过因为氮氧化物后处理和碳烟生成的问题没有完善的方案解决，因此到现在分层燃烧技术也没有出现在美国市场销售的车辆上。鉴于美国是世界头等汽车大国，所以分层燃烧技术的直喷汽油机至今的市场份额也不算大。

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在2003年，日本上市了采用均匀混合燃烧技术的缸内直喷汽油机，这种汽油机利用了直喷技术所带来的优点并采用可变气阀定时来降低泵气损失，避免了氮氧化物后处理和碳烟的问题，对汽油的含硫量要求不高，但是因为对降低车辆在整个运行工况平均油耗的作用都有限。

在21世纪第一个十年里，姗姗来迟的均质压燃技术受到越来越多的内燃机研究人员的关注。与其它燃烧方式不同、均质压燃的燃烧过程是缸内混合气几乎同时到达自燃温度而几乎同时发生的放热反应，基本上是一个非扩散的燃烧过程。均质压燃可以在非常稀的混合气中进行，从而可以大幅度地降低氮氧化物和碳烟的生成，并提高热效率。

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均质压燃技术的出现，可以说是直接碾压了均值混合燃烧技术和分层燃烧技术。均质压燃技术同时适用于汽油格茶油发动机。柴油均质压燃的目的是降低氧化物和颗粒排放的同时，对柴油机的热效率影响十分微小。汽油采用均质压燃的目的是降低汽油机油耗的同时，也降低较难进行后期处理的氮氧化物排放。

汽油均质压燃技术在新能源出现之前，一直是各国汽油机燃烧系统最热门的研究方向，具有解决汽油机热效率低问题的希望。

均质压燃技术简称HCCI（HomogeneousChargeCompressionIgnition）。简单地说，就是向气缸里面注入比例非常均匀的空气和燃料混合气，通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程度时自行燃烧。

传统汽油机采用的是均质混合气点燃方式，柴油机采用的是非均质混合气压燃方式，直喷式汽油机采用的是分层稀薄燃烧方式。而HCCI发动机采用的则是均质混合气压燃方式，通过提高压缩比，采用废气再循环、进气加温和增压等手段提高缸内混合气的温度和压力，促使混合气进行压缩自燃，在气缸内形成多点火核，并缩短了火焰传播距离和燃烧持续期。进行HCCI燃烧的混合气在被点燃以前已经均匀混合，进行的是预混燃烧模式。因此，HCCI发动机兼有传统汽油机和柴油机的优点。

分层燃烧技术在气缸内所形成的混合气浓度并不是均匀的，在靠近火花塞的内层空间混合气偏浓，在远离火花塞的外层空间混合气则偏稀。这样混合气就形成了由内及外、由浓到稀的状态，为分层燃烧做好了准备。

除了多次喷射技术之外，还可以利用燃烧室壁面结构，令混合气产生滚流，进而产生浓度差异。VTEC（可变进气技术）在发动机低速运转时，对部分进气道实施截流，以增大进气涡流强度，促使混合气分层的形成。两者结合，达到了分层燃烧的目的。本田就在VTEC技术上就十分优秀。

VTEC"为英文"Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System"的缩写，中文意思为"可变气门正时及升程电子控制系统"。 一般汽车发动机每缸气门组只由一组凸轮驱动，而VTEC系统的发动机却有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的自动操纵，进行自动转换。 采用VTEC系统，保证了发动机中低速与高速不同的配气相位及进气量的要求，使发动机无论在何速率运转都达到动力性、经济性与低排放的统一和极佳状态。

稀薄燃烧技术可以说是分层燃烧技术的延伸。采用稀薄燃烧技术的发动机的空燃比往往可以达到25∶1甚至更高，通过对混合气加以分层，使靠近火花塞部分的混合气具有较高的空燃比，以利于点火。

稀薄燃烧技术下，喷油嘴喷出的少量燃油通过活塞头的特殊导流槽与空气混合，并使最高浓度的油气混合气在火花塞附近达到点燃浓度的下限，再由火花塞点燃。随后周围的稀薄混合气也可被明火引燃，实现用最少的燃油达到燃烧的目的。发动机的空燃比大于18∶1，便可以称为稀薄燃烧。既实现了燃料的充分利用，又可大幅降低发动机的换气损失，顺便减少了排放。不过唯一的要点，就是稀薄燃烧对于油品质量要求比较苛刻。

其实从大众以往的TSI发动机可以看出来答案。大家都知道同样叫做TSI，进口大众和国产大众的TSI发动机完全不是一个东西。

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国产大众TSI=涡轮增压 上缸内直喷技术

进口大众TSI=涡轮增压 缸内直喷 分层燃烧

虽然大众有偷工减料割韭菜和歧视中国市场的嫌疑。但有一说一，鉴于国内油品的质量，分层燃烧和稀薄燃烧可能在技术上还不太适应国内的油品现状。

大众已经做好作业了，那么国内的厂商是选择简单的抄作业使用均质压燃技术吗？还是不服输的非要用另一个解题思路使用分层燃烧技术呢？

当然是均质混合气压燃烧技术！