汽油引擎要想在燃油经济性和排放上更上一层楼，同时提高效率增加输出功率，必须依靠更精确的燃油喷注和燃烧技术，而支持这些方向发展的基础技术就是缸内直喷。

文 ▍阮锦程

现在谈到引擎技术，都离不开“涡轮增压”和“缸内直喷”，如果你家的引擎还没直喷，都不好意思跟别人打招呼了。自从1995年三菱把第一款缸内直喷GDI引擎引入量产车后，大众、奥迪的FSI，保时捷的DFI同类技术都开始大放光芒，奔驰和宝马也是从那时起加快研发自己的缸内直喷技术，直到现在此项技术已经是百家争鸣，就连国内的自主品牌都已经有作品推出。

显然缸内直喷已经是现在一副好引擎的必要条件了。

▲1995年三菱GDI是全球第一家引入缸内直喷技术

那么缸内直喷的目的何在？谈到这个问题，我们要先了解一下什么叫“稀薄燃烧技术”。汽油引擎如何做到省油？很多年前人们就想到了稀薄燃烧技术，这种技术实际上就是一种“既要马儿跑得快，又要马儿不吃草”的想法：与一般引擎相比，稀燃引擎通过合理地往气缸注入尽量少的燃油，再与吸入的空气充分混合（空气与燃油的比率，技术上叫做“空燃比”），然后让其充分燃烧。稀薄燃烧技术的引擎每转一圈（引擎做功）所需燃烧的汽油都比普通引擎要少，因为燃烧更充分所以不会带来功率的损失，自然就提高了燃油经济性。

▲1975年本田CIVIC CVCC引擎就是稀燃技术

稀薄燃烧是很早就有的想法，本田在20世纪70年代的CIVIC轿车上都采用了类似技术的引擎，但当时的技术上较为简单，效果也不太明显。稀薄燃烧技术实现起来的关键就在于点火，因为气缸内燃油非常稀薄，要用普通的火花塞点燃它难度是非常高，普经有人尝试过加大火花塞的点火强度来解决，但那样一来火花塞的寿命将变得很短。

其实十多年前国内就一款采用稀燃技术的熟悉车型，本田1.3L的第一代飞度，它装备的是一副1.3L DS-I引擎。DS-I引擎通过采用双火花塞来解决稀燃点火难的问题，这是一个低成本的好办法。本田飞度的DS-I引擎还特别采用每缸两气门的SOHC设计，这样中低速时可以容易产生进气涡流，更有效使混合气混合均匀，再通过双火花塞设计来解决点火这个问题。但DS-I的混合效果并非最理想，而且两气门设计高转进气量有限，因此DS-I只能做到中低转省油，但无法输出大功率和大扭矩。

而要做到最完美的稀薄燃烧效果，最好的技术解决方法就是采用缸内直喷技术。

▲奥迪的FSI缸内直喷技术

现代的汽油引擎都是采用电子燃油喷射技术（电喷），但大部分喷油的地方是在进气口，让燃油和空气简单混合后再进入到气缸内。而GDI缸内直喷技术就是把燃油直接喷射到气缸里面，直接点火燃烧，这样通过精确喷射的喷油嘴，可以做到更细的燃油颗粒，与空气混合的效果也更好。燃油颗粒细了，与空气混合时能吸收周围的温度，从而可以降低混合气的温度，加上燃油更加稀薄，燃油不容易在气缸压缩时被点燃，这样设计引擎时就可以用更高的压缩比。压缩比的提升作用是提高燃烧效率，引擎能输出更高功率。

▲当年奥迪R8勒芒赛车就是凭着一副V8 直喷引擎横扫赛场

其实缸内直喷技术早已经在柴油机内采用，而且非常流行，这就是柴油机近十年来进步神速的原因，因为缸内直喷柴油机既省油又可以输出大功率。但柴油机由于转速低，柴油在气缸内不是采用点燃的方法，而是采用压燃的方式，因此不需要解决点火问题，所以实现起来就比较容易。

但在转速高、气缸温度高、还需要点火的汽油引擎中，缸内直喷就不好解决，这就是为什么缸内直喷汽油机并非每一家都有技术做，即使做出来也不一定效果就好的原因。

▲三菱的Galant是最早采用GDI缸内直喷技术的车型之一

上世纪90年代日本车厂十分热衷稀燃技术的研究，其中较为著名的是三菱的GDI，GDI（Gasoline Direct Injection）是类似奥迪FSI的直喷技术。自1995年首台GDI引擎被安装在三菱的量产车上，后来甚至生产了100多万台GDI引擎。但可惜没有很好的解决GDI引擎的可靠性问题，以致走了很多弯路，加上当年三菱沉重的财务和信用危机，所有新技术都不得不停止研发，也就埋没了当时GDI这一先进的技术。三菱GDI的暗淡，也助就了大众、奥迪同类技术FSI的成功，从此全世界引擎开始缸内直喷化。

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