汽车“黑科技”简史（五）——缸内直喷
百年发动机技术发展史，无非是一场和“烧火”的长期较量，将每一滴汽油都燃得完全，烧出动力，是汽车工程师绞尽脑汁孜孜以求的方向，为提升发动机热效率和顺应排放指标要求，越来越多先进的发动机的喷油系统问世，现如今，一款发动机的先进与否往往与其喷油系统有着直接的关系。
为什么早期的化油器和单点电喷发动机很费油，而且只能达到国Ⅰ和国Ⅱ排放标准？原因很简单，今天的电喷发动机节气门后端都采用了空气流量传感器，喷油系统能够根据进入发动机的空气量喷射适量的燃油，所以进入气缸的混合气为最佳空燃比，燃烧相对完全。而在早期发动机上，空燃比控制方式非常粗糙，油耗高、污染大的问题在所难免。
化油器发动机
但无论是化油器还是电喷发动机，它们都有个共同特点：空气和燃油都是在气缸外混合的，这样做的优势是空气和燃油能够混合得很充分，但缺点也很明显，那就是喷油嘴距离气缸有一段距离，对于高速运转的发动机而言，这段距离足以导致进入气缸的混合气浓度与发动机实时工况不匹配，而这也是进气歧管喷射发动机动力响应不及缸内直喷发动机的主要原因。
相比普通电喷发动机机采用的进气歧管喷射，缸内直喷汽油发动机的喷油嘴安装在气缸内，从节气门进入的空气与燃油在气缸内混合，形成混合气被点燃作功，动力响应变得更好了。
但相比采用进气歧管喷射的发动机，缸内直喷发动机在技术方面却有一项重要挑战——缸内直喷发动机不能像普通电喷发动机那样，混合气形成经过进气歧管和气缸两个阶段，缸内直喷发动机需要燃油在气缸内一次性充分混合，这就要求喷油嘴喷油压力尽可能高，以便让喷出的油滴颗粒尽可能小。
燃油缸内直喷系统
正因为如此，缸内直喷发动机的动力性经济性往往和喷油压力直接相关。目前，缸内直喷发动机的喷油压力普遍在100bar以上。而国Ⅵ标准实行后，大部分缸内直喷发动机喷油压力需要达到200bar以上，在这一压力下，喷射出的燃油颗粒直径仅为20μm或更小。微小的油滴可迅速在气缸内蒸发，从而加快混合气的生成速率。
通用汽车的第八代Ecotec发动机的喷油压力高达350bar，更强的喷油压力提供了更好的燃油雾化效果，该系统一举将燃油颗粒直径缩小到了8μm。
因为缸内直喷式汽油发动机与柴油机工作方式类似，因此也人说缸内直喷是柴油机技术用于汽油机，其实就算今天的汽油发动机缸内直喷的喷油压力已经非常高，但在柴油机的高压共轨喷油系统面前仍然是小巫见大巫。
柴油机高压共轨喷油系统
以部分柴油发动机举例，大众1.8TDI高压共轨喷油压力达到1920bar，路虎2.2T高压共轨喷油压力为1800bar，而目最先进的高压共轨喷油压力已经达到了惊人的2500bar，这一喷油压力已经和军用步枪发射子弹时的膛压接近，曾有工程师开玩笑说，目前的高压共轨喷射出的燃油颗粒足够击穿人的手掌。
高压油轨看似简单，其实为了储存1600~2000bar的压力，高压油轨制造采用了顶级的热锻、激光焊接等工艺，但也是因为技术含量太高，全球具备高压共轨相关配件研发生产能力的企业也就德国博世(Bosch)公司、美国的德尔福公司、意大利菲亚特集团、日本的电装等几家公司。
柴油机采用高压喷油的原因主要是柴油挥发性差，而高压柴油通过喷射嘴上仅0.1mm的细孔喷射进入燃烧室后，原本不易挥发的柴油也可被充分雾化，今天浓烟滚滚的柴油车越来越鲜见，这离不开高压共轨的功劳。
纵览喷油系统的发展，我们不难发现，日益严苛的环保标准和对能源利用率的极致追求是推动喷油系统发展的主要动力。在可以预见的未来，柴油机将始终作为全球工业的重要引擎，为创造更加清洁节能的新型柴油机，柴油机喷油技术也将持续迭代，而有了柴油机喷油技术的背书，未来汽油发动机或许还有很多尚待发掘的潜力。
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