单点喷射和多点喷射的工作原理（什么是双喷射双循环）

随着内燃机的不断发展，现如今的各种新名词很多，比如双喷射、双循环、分层燃烧及稀薄燃烧等等，相信大多数车友对这些词汇都有所了解，但若问这些名词都是什么技术、对内燃机的发展起到哪些意义，相信很多车友就比较陌生了。

实际上双喷射、双循环、分层燃烧、稀薄燃烧技术都是提高发动机效率的手段，而推动这些技术产生的根本原因就是最近这些年来愈发严格的环保要求，比如降低油耗、降低排放等等，所以说当今内燃机的发展趋势离不开环保时代的框架，下面鄙人就分别解释这些技术有哪些实际意义与作用。

在内燃机进入电控时代之前，发动机的供油依赖化油器（如上图所示），可以说化油器的服役周期很长；发动机运行时歧管会产生负压来进行吸气，化油器利用流动的气流完成燃油的雾化，化油器的缺点主要体现在不能精确控制，简单点说就是不能对发动机的负荷改变进行及时的响应，从而没办法根据不同负荷调整混合气浓度，导致的后果就是燃烧不充分、费油。

后来内燃机进入电控喷射时代，最先登场的就是歧管喷射，也叫电喷。实际上歧管喷射与缸内直喷都是电喷机，只不过歧管喷射先出现、占了电喷机的名号；与化油器相比较电控喷射更加准确，可以及时对发动机负荷改变做出混合气浓度的改变。歧管喷射的优势很多比如积碳少，进气门背面、歧管内都不会产生积碳，只不过内燃机百年发展历程的核心在于不断提高的压缩比，提高压缩比的本质就是更性能、更效率。

而提高压缩比必然面临发动机运行时更大的缸压与温度，而歧管喷射在对燃烧室温度控制方面存在劣势，所以大多数歧管喷射发动机的压缩比止步于11，但现如今缸内直喷发动机的压缩比可以轻松达到12、13；所以歧管喷射又逐渐被缸内直喷所取代，直喷可以将燃油直接喷射在燃烧室，可以凭借丰富的喷射策略对燃烧室降温，从而更容易提高压缩比，直喷的普及过程其实伴随着涡轮增压的普及，因为增压机虽然机械压比低，但运行时的等效压缩比却很高。

缸内直喷技术风光了很久，但环保规则是在不断变化的，随着规则的严格，缸内直喷先天就有低温运行时碳烟多的问题（PN），因为燃油喷射在缸内，燃油雾化的空间、时间都不够，所以更容易造成碳颗粒PN排放的不合格，所以逐渐边缘化的歧管喷射又重回舞台，与缸内直喷组成双喷射，发动机在低温、低负荷运行时利用歧管喷射更环保，当发动机达到理想状态后采用直喷，确保更高效，而双喷射的缺点在于有两套喷油系统成本偏高。

过去的内燃机都是单循环，也就是传统的奥托循环，该循环的特点是压缩行程膨胀行程，也就是压缩比等于膨胀比；而当膨胀行程大于压缩行程时热效率更高，工程热力学书籍上的标准说法是当压缩行程小于膨胀行程时能做更多的功，当汽油燃烧的热量更多转换为功，也就说明热效率提高；所以就产生了第二种循环，阿特金森或米勒循环，这两个不必刻意区分，更多是用来区分专利的命名方式。

把奥拓循环转化成阿特金森循环该如何去实现？方法就是通过降低压缩比、来实现小于膨胀比；原理就是利用进气门早关、或晚关来减少进气量。

进气门早关：进气少、喷油少。

进气门晚关：进气正常、但被上行的活塞给压出一部分，结果也是进气少。

这种方式就能把压缩比（压缩行程）变得更小，可以简单理解为奥拓循环下吸入8体积的空气压缩成1体积，此时压缩比为8；而在阿特金森循环下吸入空气体积变成7，压缩成1体积后压缩比为7，这样是不是就实现了压缩比小于膨胀比？双循环的本质就是依赖更成熟的可变气门技术以及更精确的控制策略实现奥拓循环与阿特金森（米勒）循环间的切换。

为了内燃机更加节能环保，各大主机厂开始对稀薄燃烧领域进行探索，混合气浓度的高低对发动机动力、油耗的影响很大；咱们最熟悉的空燃比就是14.7，当然这仅仅是理想空燃比而不代表最高空燃比；汽车运行时更浓的混合气会让动力响应更好，比如过量空气系数0.88的功率混合气，此时空燃比降低至12.8左右，可以理解为此时燃烧速度更猛烈。

但混合气浓度提高，不完全燃烧的问题就会加剧，即便是14.7的理想空燃比依然存在不完全燃烧，那么为了让混合气可以更完全的燃烧，就需要不断提高空燃比，道理其实很简单，空气是免费的、用更大体积的空气来确保油气可以燃烧的更完全，去产生更多的功，等同于提高热效率，这就是稀薄燃烧的意义，但问题是当混合气稀薄到一定程度时就不容易点燃了。

比如为啥是2倍过量系数？空燃比为啥要达到29.4以上的超稀薄状态？因为14.7-29.4之间的氮氧化物比较多，超稀薄燃烧为了节能环保，若造成了新的污染就没意义了；所以起点直接达到29.4以上，而混合气稀到这个程度就不容易点燃了，因为火焰传播速度太慢了；为了解决这个稀薄混合气不好点燃的问题，产生了分层喷射、分层燃烧的解决方案。

上文提到了缸内直喷技术喷射策略非常的丰富，可以在燃烧室内依次制造出不同浓度的多层混合气（如上图所示），最靠近火花塞的混合气浓度最大，而最底层的混合气浓度最低；原理就是利用火花塞跳火点燃最近的混合气层，从而使点燃的火花逐层向下进行燃烧，最终完成对最底部的超稀薄混合气层的完全点燃；这就是分层燃烧，实际上就是实现稀薄燃烧的一种解决方案。

但理想是美好的，这种依靠点燃火花向下传播的方式并不能完全点燃底部的混合气，所以马自达弄出个压燃汽油机，这么做的好处就在于压燃的是一个混合气层、有无数的着火点，更充足的能量可以确保火花传递得更快、更远；总而言之双喷射、双循环、分层燃烧、稀薄燃烧都是环保时代下所产生的技术，它们存在的意义就是让内燃机获得更低的油耗、更理想的排放。