[汽車之家 技術(shù)]  缸內(nèi)直噴技術(shù)最早由三菱于1996年開始量產(chǎn)，但是讓國人開始認知并逐步得到推廣的而是奧迪的FSI。可以說，節(jié)約燃油是缸內(nèi)直噴技術(shù)的一個研發(fā)初衷，而分層燃燒又恰恰是實現(xiàn)這一目標的有效手段，同時也是缸內(nèi)直噴技術(shù)的精髓與特點，但是分層燃燒技術(shù)并非完美無缺，特別是在當今嚴格的排放法規(guī)面前，它不得不面臨被雪藏的境遇。

　　直噴式汽油發(fā)動機采用類似于柴油發(fā)動機的供油技術(shù)，通過高壓油泵將燃油以100bar以上的壓力提供給位于氣缸內(nèi)的噴油嘴，然后通過電腦控制噴油嘴將燃油直接注入氣缸。從表面來看，缸內(nèi)直噴與普通的歧管噴射最大的不同在于燃油注入氣缸的方式，但是這個看似簡單的變化卻可以對燃油噴射時間、噴射角度以及混合氣的形成進行更為精準、直接的控制。

　　根據(jù)直噴式汽油發(fā)動機的原理特點，理論上一般可以實現(xiàn)兩種不同的燃燒方式：分層燃燒和均質(zhì)燃燒。

　　首先我們需要引入一個空燃比的概念，空燃比，即空氣與燃料（汽油）的質(zhì)量比，它最理想的比例是14.7:1，即1公斤的汽油完全燃燒需要消耗14.7公斤的空氣，我們把14.7叫做理論空燃比。我們將實際空燃比與理論空燃比的比值定義為λ，λ=1即實際空燃比與理論空燃比一致，此時汽油燃燒最完全。當λ>1時，說明空氣相對較多，此時混合氣偏�。沪�<1時，說明燃油相對較多，此時混合氣偏濃。一般汽油發(fā)動機混合氣的濃度就處在理論空燃比附近。搞清楚這個概念，對后面內(nèi)容的理解是十分必要的。

　　　　『第一次噴射先充分混合』　　『第二次噴射形成混合氣較濃的區(qū)域』

　　分層燃燒技術(shù)在氣缸內(nèi)所形成的混合氣濃度并不是均勻的，在靠近火花塞的內(nèi)層空間混合氣偏濃，在遠離火花塞的外層空間（靠近氣缸壁與活塞頂部）混合氣則偏稀。這樣混合氣就形成了由內(nèi)及外、由濃到稀的狀態(tài)，只有這樣才算為下一步的分層燃燒做好了準備，那么這種不均勻的混合氣又是如何形成的呢？

　　要想實現(xiàn)這種混合氣的狀態(tài)，缸內(nèi)直噴技術(shù)就必不可少了。發(fā)動機在進氣行程活塞下行時，發(fā)動機電腦（ECU）會控制噴油嘴先進行一次少量的噴油，使氣缸內(nèi)形成稀薄混合氣，此時混合氣的空燃比λ>1。而在壓縮行程，活塞上行時會進行第二次噴油，利用活塞頂部的特殊結(jié)構(gòu)或者噴油嘴的噴射角度讓火花塞附近出現(xiàn)混合氣相對較濃的區(qū)域（λ<1），然后利用這部分較濃的混合氣來引燃汽缸內(nèi)的稀薄混合氣，保證了在順利點火的情況下盡可能地實現(xiàn)稀薄燃燒，這也正是分層燃燒的精髓所在。

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『視頻很好地展示了發(fā)動機進氣渦流的產(chǎn)生以及點火前的兩次噴油方式』

　　除了在進氣行程和壓縮行程進行兩次噴油來實現(xiàn)分層注油模式外，還有一種方法也能達到同樣的效果。這就是只在壓縮行程的某一個時刻來進行一次噴油，由于特殊設(shè)計的噴油嘴角度可以使噴出的燃油恰好位于火花塞附近，這樣就在火花塞附近形成了偏濃的混合氣，最終同樣可以達到分層燃燒。

　　在分層燃燒模式下，整個空燃比λ=1.6~3（空氣過量），這就可以用更少的燃油達到同樣的燃燒效果，使得發(fā)動機的油耗更低。同時在分層燃燒狀態(tài)下，只有火花塞附近的區(qū)域進行燃燒，最外側(cè)極為稀薄的混合氣相當于一個隔熱棉，可以將通過缸壁傳導(dǎo)所損失的熱量降到最低，提高了發(fā)動機整體的熱效率。

　　不過分層燃燒模式并不是在發(fā)動機的任何工況下都適用的，只有在比較柔和的駕駛方式下才能實現(xiàn)分層燃燒，而在需要動力性能的時候，就需要轉(zhuǎn)換到均質(zhì)燃燒模式。該模式下，只在進氣行程進行一次噴油，這樣在點火前，氣缸內(nèi)所形成的混合氣的濃度是均勻的，而且空燃比λ≈1。此外，分層燃燒技術(shù)存在著一個目前難以得到綜合性解決的氮氧化物排放問題，而這也是該項技術(shù)在歐洲逐步取消的根本原因。