我們在去4s店選購汽車時，銷售顧問向我們介紹汽車的性能及結(jié)構(gòu)特點時，通常都會說這個發(fā)動機是傳統(tǒng)而成熟的多點電噴、那個發(fā)動機是先進的缸內(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含義——汽油發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)的類型及優(yōu)缺點。

其實這些所有的所謂岐管噴射、缸內(nèi)直噴、混合噴射，他們都有一個共同的名字：汽油機燃油供給系統(tǒng)。大家知道，汽油發(fā)動機在工作時，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)動機運轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動機供給一定數(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)氣門來控制進入發(fā)動機中空氣量的多少。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)動機燃油供給系統(tǒng)。

汽油和空氣根據(jù)發(fā)動機不同工況下的使用需求，以一定的比例在進氣道或氣缸中混合，配制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，定時、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，推動活塞運動做功，最后把燃燒后產(chǎn)生的廢氣排出發(fā)動機外。這就是汽油機的工作原理。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)動機可燃混合氣的形成過程是非常復雜的，并且時間極短，一般只有0．01～0．02s的時間。在這個過程中，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�？梢韵胂螅�進入發(fā)動機中的汽油顆粒越小、壓力越高，汽油的蒸發(fā)速度就會越快，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發(fā)動機不同工況的需求呢？在這里向大家引入一個概念：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燃油實際供給的空氣質(zhì)量與完全燃燒1kg燃油的化學計量空氣質(zhì)量之比。在實踐中空燃比比較直觀，應用的較多。標準狀態(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，既不會有浪費，尾氣也更環(huán)保，稱為標準可燃混合氣，燃油供給系統(tǒng)的工作目標就是盡可能的把空燃比控制在這個比例。如果低于這個數(shù)值稱為濃混合氣，高于這個數(shù)值稱為稀混合氣，都不是理想的環(huán)保混合氣。

但是發(fā)動機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；中小負荷需要逐漸變稀的經(jīng)濟混合氣；大負荷工況需要較濃的功率混合氣；急加速時需要額外被加濃的混合氣。燃油供給系統(tǒng)為了適應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�？諝獾墓┙o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，相信很多老司機都聽說過這個東西。它曾經(jīng)在相當長的時間內(nèi)占據(jù)中絕對的統(tǒng)治地位，老侯在上學時化油器還是主流，教材里對化油器做了大篇幅的講解，它是汽油機上技術(shù)最復雜的總成，安裝在進氣道上，結(jié)構(gòu)上有主供油裝置、冷啟動裝置、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)上更為復雜；同時在上面也加裝了一些電控裝置，比如電控阻風門、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，這樣就導致汽油的霧化與蒸發(fā)不好，與空氣的混合不均勻，同時供給的汽油數(shù)量也很難精準控制，這樣配制出來的可燃混合氣濃度非高即低，越來越難以適應越發(fā)嚴格環(huán)保要求和發(fā)動機動力需求，因此它逐漸的被淘汰了，現(xiàn)在只在一些摩托車、油鋸、剪草機等小型汽油機上使用。

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氣歧管中，與進入的空氣混合而形成可燃混合氣，它是主動式的燃油供給方式，可以主動控制燃油的數(shù)量和壓力。它具有空氣流動阻力小、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)動機燃燒稀薄可燃混合氣、冷起動性和加速性能好、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，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可以控制的噴油器來代替化油器，這就是所謂的單點噴射系統(tǒng)。它的特點是在發(fā)動機上只有一個噴油器，它安裝在節(jié)氣門的前方，將燃油噴向節(jié)氣門隨空氣流入進氣歧管內(nèi)混合，然后再進入氣缸燃燒，在結(jié)構(gòu)上和化油器很相似，又稱做節(jié)氣門體噴射，或者進氣道噴射。早期的單點噴射是機械控制的，后期隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在發(fā)動機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，這就是電控單點噴射系統(tǒng)，英文簡稱SPI。

與化油器相比，單點噴射是一個巨大的進步，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，最主要的是難以實現(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云系列、金杯等就是搭載的電控單點噴射發(fā)動機，還有早期的奔馳系列發(fā)動機等。本質(zhì)上單點噴射是對化油器的一種修正與改進。

后來，汽車工程師開始改良燃油噴射系統(tǒng)，將噴油器從進氣道節(jié)氣門前轉(zhuǎn)移到了進氣歧管上，數(shù)量從一個變成多個，每一個氣缸對應一個噴油器，這就是缸外多點噴射，也叫做岐管噴射。相對于單點噴射系統(tǒng)，多點噴射對汽油用量控制的更加精準，因此油耗和尾氣排放也更加理想，發(fā)動機的動力也有所提升，因此現(xiàn)在的車型基本都是使用多點噴射系統(tǒng)。

早期的多點噴射系統(tǒng)是機械式的，由節(jié)氣門開度、空氣流量計、進氣歧管真空度等共同控制和調(diào)整汽油的噴射量。當年的奧迪100五缸發(fā)動機，就是這種機械噴射的。但它的故障率實在是太高了，控制的也不是十分精準，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，這個修理工真是神人，想見識見識他一直沒有機會。

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用，汽車發(fā)動機也進入了電控時代。燃油噴射系統(tǒng)也從原始的機械控制進化成了電子控制，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)動機上的各種傳感器測出發(fā)動機的各種運行參數(shù)，再按照電腦中預存的控制程序精確地控制噴油器的噴油量，使發(fā)動機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。

多點電噴是現(xiàn)在應用最為廣泛、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氣歧管上，將汽油以一定壓力直接噴射在進氣門的前方。噴射的控制邏輯有同時噴射、分組噴射以及順序噴射這三種，現(xiàn)在應用最多的是順序噴射，就是每一個氣缸的噴油器都是單獨控制，在進氣沖程時開始噴油，通過控制噴油時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，也能夠適應汽車在各種工況下的使用要求。

但是這也是汽油機熱效率的天花板，如果想更進一步的提高熱效率，就必須另辟蹊徑，研制能更加精準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火做功。它的噴射壓力極高，可以達到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和油門響應速度，對可燃混合氣的濃度控制也更加精準。

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：一是可以實現(xiàn)分層燃燒和稀薄燃燒，可燃混合氣的空燃比可以高達20：1，這樣就可以較大幅度的降低發(fā)動機的燃油消耗率；二是可以提高發(fā)動機的壓縮比，一些缸內(nèi)直噴發(fā)動機的壓縮比可以高達13：1甚至14：1，這樣可以有效的提高汽油發(fā)動機的熱效率。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)動機開始使用缸內(nèi)直噴技術(shù)。

但是缸內(nèi)直噴發(fā)動機也有不可克服的缺點，比如燃油適應性較差，低速時尾氣排放較高等，但最主要的是進氣門背面積碳嚴重。這主要是因為缸內(nèi)直噴不能像歧管噴射一樣通過汽油對進氣門背部進行沖刷，時間長了進氣門背部就會留有厚厚一層積碳，影響發(fā)動機進氣量，導致發(fā)動機出現(xiàn)抖動嚴重、加速不良等故障，這一點在很多缸內(nèi)直噴發(fā)動機上都有明顯的體現(xiàn)，比如大眾的EA888、本田的地球夢、馬自達創(chuàng)馳藍天等等。另外，缸內(nèi)直噴發(fā)動機的優(yōu)勢在高速時才能體現(xiàn)出來，在低速時體現(xiàn)的并不明顯。因此，融合岐管噴射和缸內(nèi)直噴的優(yōu)點，并能有效彌補各自缺點的混合噴射就應運而生了。

所謂的混合噴射，就是在汽油發(fā)動機上既有岐管噴射系統(tǒng)，又有缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，二者同時受發(fā)動機電控單元控制。在低速時使用岐管噴射系統(tǒng)，可以有效的防止和清除進氣門上的積碳，而在高速時使用缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，可以提高發(fā)動機的動力性和降低油耗。二者的切換是由發(fā)動機控制單元根據(jù)汽車的具體工況適時調(diào)控的，這樣的發(fā)動機性能更加優(yōu)越，積碳也較少。只是這樣的系統(tǒng)過于復雜，成本也比較高，目前只應用在一些比較高端的發(fā)動機上，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)動機燃油供給系統(tǒng)的主要型式和發(fā)展歷程，總體來看從被動供油到主動供油、從機械控制到電腦控制、從缸外噴射到缸內(nèi)噴射這樣的趨勢在發(fā)展，發(fā)動機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)進步帶給人類的豐碩成果。不過現(xiàn)在來看，燃油發(fā)動機已經(jīng)發(fā)展到了一個技術(shù)瓶頸期，很難再有實質(zhì)性的進步了，熱效率在40％左右已經(jīng)很多年沒有提升了。所以，下一步的混合動力汽車、燃料電池汽車以及純電動汽車才是汽車的發(fā)展方向，燃油汽車事實上已經(jīng)走上了夕陽之路。