我們在去4s店選購汽車時(shí)，銷售顧問向我們介紹汽車的性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)時(shí)，通常都會(huì)說這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是傳統(tǒng)而成熟的多點(diǎn)電噴、那個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是先進(jìn)的缸內(nèi)直噴，更有被他們吹得神乎其神的混合噴射，作為汽車小白的我們聽得一頭霧水。那么他們說的這些都是什么意思呢？下面老侯來給大家說一說這些名詞的真實(shí)含義——汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的類型及優(yōu)缺點(diǎn)。

其實(shí)這些所有的所謂岐管噴射、缸內(nèi)直噴、混合噴射，他們都有一個(gè)共同的名字：汽油機(jī)燃油供給系統(tǒng)。大家知道，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，需要消耗兩種物質(zhì)——汽油和空氣。汽油就是由燃油供給系統(tǒng)提供的，它可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動(dòng)機(jī)供給一定數(shù)量的、清潔的、霧化良好的汽油，以便與一定數(shù)量的空氣混合形成可燃混合氣；而空氣就相對簡單多了，從外界的大氣中直接取用就行了，通過節(jié)氣門來控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中空氣量的多少。由于二者相輔相成的關(guān)系，通常把空氣供給系統(tǒng)也看做是燃油供給系統(tǒng)的一部分，統(tǒng)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)。

汽油和空氣根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下的使用需求，以一定的比例在進(jìn)氣道或氣缸中混合，配制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，定時(shí)、定量的供入氣缸，然后在氣缸中燃燒、爆炸，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)做功，最后把燃燒后產(chǎn)生的廢氣排出發(fā)動(dòng)機(jī)外。這就是汽油機(jī)的工作原理。那么二者是如何形成可燃混合氣的、又是如何調(diào)配可燃混合氣的濃度和數(shù)量的呢？

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的形成過程是非常復(fù)雜的，并且時(shí)間極短，一般只有0．01～0．02s的時(shí)間。在這個(gè)過程中，空氣的流量、流速、行程與通道基本都是固定的，可以變化的只有汽油的供給方式以及與空氣混合的區(qū)域。也可以說，可燃混合氣的形成過程就是汽油霧化、蒸發(fā)以及與空氣配比和混合的過程。可以想象，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽油顆粒越小、壓力越高，汽油的蒸發(fā)速度就會(huì)越快，與空氣混合的就越均勻，形成的混合氣質(zhì)量就越好，越有利于燃燒。

那么可燃混合氣又是如何適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的需求呢？在這里向大家引入一個(gè)概念：空燃比（或者過量空氣系數(shù)）。我們通常使用它來表示可燃混合氣的濃度。所謂的空燃比就是可燃混合氣中空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比；所謂的過量空氣系數(shù)就是指燃燒1kg燃油實(shí)際供給的空氣質(zhì)量與完全燃燒1kg燃油的化學(xué)計(jì)量空氣質(zhì)量之比。在實(shí)踐中空燃比比較直觀，應(yīng)用的較多。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，燃燒一克汽油需要14．7克的空氣，即空燃比為14．7：1，在這個(gè)比例下，汽油和空氣正好能完全燃燒殆盡，生成二氧化碳和水，既不會(huì)有浪費(fèi)，尾氣也更環(huán)保，稱為標(biāo)準(zhǔn)可燃混合氣，燃油供給系統(tǒng)的工作目標(biāo)就是盡可能的把空燃比控制在這個(gè)比例。如果低于這個(gè)數(shù)值稱為濃混合氣，高于這個(gè)數(shù)值稱為稀混合氣，都不是理想的環(huán)�；旌蠚狻�

但是發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過程中工況是不斷變化的，對可燃混合氣濃度的需求也不同。比如起動(dòng)工況，需要的是極濃的混合氣；怠速工況需要少而濃的混合氣；中小負(fù)荷需要逐漸變稀的經(jīng)濟(jì)混合氣；大負(fù)荷工況需要較濃的功率混合氣；急加速時(shí)需要額外被加濃的混合氣。燃油供給系統(tǒng)為了適應(yīng)這種工況變化的需要，就要不停的調(diào)整汽油和空氣的供給量，并使二者的混合方式滿足燃燒需求。空氣的供給量是由節(jié)氣門控制的，變量不大；而汽油的供給量和供給方法卻有很多種型式，對可燃混合氣的形成有非常重大的影響，這就是所謂的岐管噴射、缸內(nèi)直噴、混合噴射等。

最早期的汽油供給方式是化油器，相信很多老司機(jī)都聽說過這個(gè)東西。它曾經(jīng)在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)占據(jù)中絕對的統(tǒng)治地位，老侯在上學(xué)時(shí)化油器還是主流，教材里對化油器做了大篇幅的講解，它是汽油機(jī)上技術(shù)最復(fù)雜的總成，安裝在進(jìn)氣道上，結(jié)構(gòu)上有主供油裝置、冷啟動(dòng)裝置、怠速裝置、加濃裝置、加速裝置，等等。隨著技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了雙腔化油器，結(jié)構(gòu)上更為復(fù)雜；同時(shí)在上面也加裝了一些電控裝置，比如電控阻風(fēng)門、怠速電磁閥，等等。

但是化油器中的汽油并不是以一定壓力噴入進(jìn)氣道的，而是被氣缸中活塞下行產(chǎn)生的真空吸力吸出來的，屬于被動(dòng)式的燃油供給方式，即使是在加濃和加速工況下，噴出的汽油也幾乎沒有壓力，這樣就導(dǎo)致汽油的霧化與蒸發(fā)不好，與空氣的混合不均勻，同時(shí)供給的汽油數(shù)量也很難精準(zhǔn)控制，這樣配制出來的可燃混合氣濃度非高即低，越來越難以適應(yīng)越發(fā)嚴(yán)格環(huán)保要求和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求，因此它逐漸的被淘汰了，現(xiàn)在只在一些摩托車、油鋸、剪草機(jī)等小型汽油機(jī)上使用。

用來替代化油器的，就是汽油噴射系統(tǒng)。所謂的汽油噴射就是用噴油器將一定數(shù)量和壓力的汽油直接噴射到氣缸或進(jìn)氣歧管中，與進(jìn)入的空氣混合而形成可燃混合氣，它是主動(dòng)式的燃油供給方式，可以主動(dòng)控制燃油的數(shù)量和壓力。它具有空氣流動(dòng)阻力小、充氣系數(shù)高、汽油霧化與蒸發(fā)好、混合氣配置質(zhì)量較好、混合氣分配均勻性好、可以采用較高的壓縮比、可以使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒稀薄可燃混合氣、冷起動(dòng)性和加速性能好、可隨工況及使用場合變化而配制最佳混合氣成分、過渡性能較好等優(yōu)點(diǎn)，并可以降低油耗以及減少廢氣中的有害成分，有利于節(jié)能減排以及大氣污染的防治。

在汽油噴射系統(tǒng)發(fā)展的初期，工程師就是想用一個(gè)可以控制的噴油器來代替化油器，這就是所謂的單點(diǎn)噴射系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)上只有一個(gè)噴油器，它安裝在節(jié)氣門的前方，將燃油噴向節(jié)氣門隨空氣流入進(jìn)氣歧管內(nèi)混合，然后再進(jìn)入氣缸燃燒，在結(jié)構(gòu)上和化油器很相似，又稱做節(jié)氣門體噴射，或者進(jìn)氣道噴射。早期的單點(diǎn)噴射是機(jī)械控制的，后期隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在發(fā)動(dòng)機(jī)上增加了更多的傳感器，并且使用電控單元來控制噴油器的噴油，這就是電控單點(diǎn)噴射系統(tǒng)，英文簡稱SPI。

與化油器相比，單點(diǎn)噴射是一個(gè)巨大的進(jìn)步，不論是汽油的壓力、流速、蒸發(fā)與霧化質(zhì)量，還是汽油供給數(shù)量的控制，都要精確很多。但是它也有不可克服的缺點(diǎn)，最主要的是難以實(shí)現(xiàn)在所有工況下都能保持理想的混合氣分配，不利于降低油耗和尾氣排放，因此逐漸的退出了市場。我們能見到的奇瑞風(fēng)云系列、金杯等就是搭載的電控單點(diǎn)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，還有早期的奔馳系列發(fā)動(dòng)機(jī)等。本質(zhì)上單點(diǎn)噴射是對化油器的一種修正與改進(jìn)。

后來，汽車工程師開始改良燃油噴射系統(tǒng)，將噴油器從進(jìn)氣道節(jié)氣門前轉(zhuǎn)移到了進(jìn)氣歧管上，數(shù)量從一個(gè)變成多個(gè)，每一個(gè)氣缸對應(yīng)一個(gè)噴油器，這就是缸外多點(diǎn)噴射，也叫做岐管噴射。相對于單點(diǎn)噴射系統(tǒng)，多點(diǎn)噴射對汽油用量控制的更加精準(zhǔn)，因此油耗和尾氣排放也更加理想，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力也有所提升，因此現(xiàn)在的車型基本都是使用多點(diǎn)噴射系統(tǒng)。

早期的多點(diǎn)噴射系統(tǒng)是機(jī)械式的，由節(jié)氣門開度、空氣流量計(jì)、進(jìn)氣歧管真空度等共同控制和調(diào)整汽油的噴射量。當(dāng)年的奧迪100五缸發(fā)動(dòng)機(jī)，就是這種機(jī)械噴射的。但它的故障率實(shí)在是太高了，控制的也不是十分精準(zhǔn)，噴射系統(tǒng)又過于精密，維修非常困難，因此逐漸的被淘汰了。后來我曾經(jīng)看到過一輛五缸奧迪被改成化油器式的，這個(gè)修理工真是神人，想見識(shí)見識(shí)他一直沒有機(jī)會(huì)。

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的電子元件在汽車上應(yīng)用，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)也進(jìn)入了電控時(shí)代。燃油噴射系統(tǒng)也從原始的機(jī)械控制進(jìn)化成了電子控制，這就是電控汽油噴射系統(tǒng)。它是以電控單元（ECU）為控制中心，并利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的各種傳感器測出發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)，再按照電腦中預(yù)存的控制程序精確地控制噴油器的噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳空燃比的可燃混合氣。所謂的多點(diǎn)電噴、缸內(nèi)直噴、混合噴射都屬于電控汽油噴射系統(tǒng)的一種。

多點(diǎn)電噴是現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛、也是技術(shù)最成熟的一種電控汽油噴射系統(tǒng)，它是將噴油器安裝在進(jìn)氣歧管上，將汽油以一定壓力直接噴射在進(jìn)氣門的前方。噴射的控制邏輯有同時(shí)噴射、分組噴射以及順序噴射這三種，現(xiàn)在應(yīng)用最多的是順序噴射，就是每一個(gè)氣缸的噴油器都是單獨(dú)控制，在進(jìn)氣沖程時(shí)開始噴油，通過控制噴油時(shí)間的長短來控制噴油量。這種汽油噴射方式已經(jīng)能非常好的控制可燃混合氣的濃度了，也能夠適應(yīng)汽車在各種工況下的使用要求。

但是這也是汽油機(jī)熱效率的天花板，如果想更進(jìn)一步的提高熱效率，就必須另辟蹊徑，研制能更加精準(zhǔn)控制噴油量和讓每一滴汽油都能充分燃燒的噴射方式，這就是缸內(nèi)直噴技術(shù)。它是將噴油器的噴嘴直接伸入到燃燒室中，將汽油直接噴射到燃燒室內(nèi)，與空氣混合形成可燃混合氣點(diǎn)火做功。它的噴射壓力極高，可以達(dá)到3～5Mpa，因此噴射出的燃油顆粒非常小，這種微小油滴可在極短時(shí)間內(nèi)得到迅速蒸發(fā)，因此大大加快了油氣混合氣的生成速率，可以有效的改善汽車的冷啟動(dòng)和油門響應(yīng)速度，對可燃混合氣的濃度控制也更加精準(zhǔn)。

但這并不是缸內(nèi)直噴的主要優(yōu)勢，它更主要的優(yōu)勢在于兩點(diǎn)：一是可以實(shí)現(xiàn)分層燃燒和稀薄燃燒，可燃混合氣的空燃比可以高達(dá)20：1，這樣就可以較大幅度的降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率；二是可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，一些缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可以高達(dá)13：1甚至14：1，這樣可以有效的提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。另外，向氣缸內(nèi)直接噴射汽油還可以有效的降低氣缸內(nèi)的溫度，防止爆燃的發(fā)生。因此，現(xiàn)在越來越多的發(fā)動(dòng)機(jī)開始使用缸內(nèi)直噴技術(shù)。

但是缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)也有不可克服的缺點(diǎn)，比如燃油適應(yīng)性較差，低速時(shí)尾氣排放較高等，但最主要的是進(jìn)氣門背面積碳嚴(yán)重。這主要是因?yàn)楦變?nèi)直噴不能像歧管噴射一樣通過汽油對進(jìn)氣門背部進(jìn)行沖刷，時(shí)間長了進(jìn)氣門背部就會(huì)留有厚厚一層積碳，影響發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)嚴(yán)重、加速不良等故障，這一點(diǎn)在很多缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)上都有明顯的體現(xiàn)，比如大眾的EA888、本田的地球夢、馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天等等。另外，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢在高速時(shí)才能體現(xiàn)出來，在低速時(shí)體現(xiàn)的并不明顯。因此，融合岐管噴射和缸內(nèi)直噴的優(yōu)點(diǎn)，并能有效彌補(bǔ)各自缺點(diǎn)的混合噴射就應(yīng)運(yùn)而生了。

所謂的混合噴射，就是在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上既有岐管噴射系統(tǒng)，又有缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，二者同時(shí)受發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元控制。在低速時(shí)使用岐管噴射系統(tǒng)，可以有效的防止和清除進(jìn)氣門上的積碳，而在高速時(shí)使用缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和降低油耗。二者的切換是由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)汽車的具體工況適時(shí)調(diào)控的，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)性能更加優(yōu)越，積碳也較少。只是這樣的系統(tǒng)過于復(fù)雜，成本也比較高，目前只應(yīng)用在一些比較高端的發(fā)動(dòng)機(jī)上，比如大眾的EA888 2．0T、豐田的D4ST、三菱的4B40等等。

以上就是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的主要型式和發(fā)展歷程，總體來看從被動(dòng)供油到主動(dòng)供油、從機(jī)械控制到電腦控制、從缸外噴射到缸內(nèi)噴射這樣的趨勢在發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率在逐漸的提升，而油耗卻在不斷的下降，這就是技術(shù)進(jìn)步帶給人類的豐碩成果。不過現(xiàn)在來看，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)技術(shù)瓶頸期，很難再有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步了，熱效率在40％左右已經(jīng)很多年沒有提升了。所以，下一步的混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車以及純電動(dòng)汽車才是汽車的發(fā)展方向，燃油汽車事實(shí)上已經(jīng)走上了夕陽之路。