缸内直喷到底是什么？有何优点？

缸内直喷与歧管喷射的本质区别在于：传统的发动机是在进气歧管中喷油再与空气形成混合气体，最后才进入到气缸内的。在此过程中，因为喷油嘴里燃烧室还有一定距离，微小的油粒会吸附在管道壁和气门上，而且汽油与空气的混合受进气气流和气门关闭影响较大；而缸内直喷是直接用高压喷油嘴将燃油喷射在气缸内，直接与空气混合。ECU可以根据吸入的空气量精确地控制燃油和喷射量和喷射时间，高压的燃油喷射系统可以是使油气的雾化和混合效率更加优异，可以使混合气体燃烧更加充分，在不增加排量的情况下提高功率和扭矩，从而降低油耗，提高发动机的动力性能。此外直喷技术还有通过汽油冷却抑制爆震、提高压缩比和容积效率等正面效果。

缸内直喷历史悠久，并非新鲜技术

其实从历史角度上看，缸内直喷并不是一个很新的技术，早在1955年，奔驰300SL就在其搭载的M198 3.0L直列六缸发动机上首次运用了博世提供的机械式汽油缸内直喷系统。最大输出功率达到160kW，这与当时普遍采用化油器的同排量汽油机相比，这样的动力水平几乎整整高出一倍！油耗也降低了约10%。但由于当时电控技术尚不发达，无法实现类似今天这种高压油泵将汽油加压后送入共轨，再由电磁阀或压电式喷油器独立控制喷油时刻和喷油量的方式。通过曲轴驱动的高压油泵一旦给燃油加压就必须随即喷入汽缸，而这种特性带来的直接弊端就是从发动机熄火到完全停止转动的这段时间内，注入汽缸的汽油并不能被燃烧掉，而是顺着缸壁流入油底壳将机油稀释，所以一些300SL每行驶约1000英里（约合1610公里）就需更换机油。保养成本极高。直到1996年，三菱汽车在日版的戈蓝轿车及欧版Carisma上在其搭载的代号为4G93的1.8L发动机上首次加入了电控汽油缸内直喷系统，经过各个厂商多年的改良，才逐步推广进入民用车市场。

缸内直喷技术的缺点

尽管缸内直喷技术有上述优点，但也存在缺陷，其中最大的问题就是易积碳。由于缸内直喷汽油发动机的燃料与空气混合的时间要比歧管喷射短得多，可燃混合气混合不够均匀，缺氧的燃油会发生裂解、脱氢，造成燃烧不充分，最后生成碳烟微粒；而歧管喷射混合时间长，可燃混合气在点燃之前，混合已经比较充分，缺氧的燃油部分少，燃烧充分，碳烟微粒相对较少。除此之外，直喷由于是直接用高压喷油嘴在气缸内喷射汽油，会使得部分燃油喷射在汽缸壁、活塞顶部、缸盖等部分，被活塞上下做功的过程中带起的润滑油膜吸附，造成燃烧不充分。积碳的危害很多，坚硬的积碳沉积在发动机燃烧室，会划伤发动机金属部件，使发动机磨损严重。沉积在活塞槽内的积碳还会影响活塞环向外的弹性张力，造成缸压衰退，窜气严重。沉积在润滑系统的积碳还会造成润滑不良，油耗增大，功率下降，严重时会堵塞油道，造成拉缸等严重后果。因此保养成本高。

如何克服缸内直喷技术的缺点？

那么有没有既能发挥缸内直喷技术优点，又能解决积碳问题的发动机呢？就目前已经上市的缸内直喷涡轮增压发动机而言，丰田在皇冠和汉兰达上采用的代号为D-4ST的2.0T涡轮增压发动机，以及本田在锋范/哥瑞上的“地球梦（代号为L15B2）”1.5L缸内直喷自然吸气发动机是把这个问题解决得比较好的产品。

丰田的D-4ST发动机采用了多点电喷（歧管喷射）+缸内直喷的双喷射技术，丰田通过ECU监测发动机转速并切换燃油喷射方式：该发动机在1650-4500转之间输出最大扭矩，在这一转速区间缸内直喷燃烧最充分；而在这一转速区间之外，则采用多点电喷，以此解决了缸内直喷在冷工况、低转速下燃烧不充分、易积碳的问题。

而本田在其最新的“地球梦”系列1.5L缸内直喷自然吸气发动机上，在活塞顶部设计了一个浅凹坑，从而优化燃烧效果。不仅如此，该发动机还采用了改进后的EGR（废气再循环）技术，把适量来自排气管的废气导流至进气歧管与新鲜空气一同进入气缸参与燃烧过程，并且让废气在进入进气歧管之前，利用散热器进行冷却，从而减少氮氧化物的生成量，降低了发动机的排放和积碳隐患。

总结：

尽管缸内直喷技术发展到现在，有诸多优点，但也存在先天性缺陷。工程师在技术的使用上需要有一个取舍的过程。如果能像丰田和本田学习，采用其它方式解决缸内直喷发动机易积碳的问题，缸内直喷技术在实际运用中才能真正做到扬长避短，给消费者带来实惠。