祺禎亦寶
發動機的噴射技術歷史共經歷過三個階段，即化油器時代，電子燃油噴射時代以及目前主流的缸內直噴時代。缸內直噴技術為什麼是未來發動機技術發展趨勢，為什麼會取代前兩種噴射技術，因為此項技術有如下特點。
一、什麼是缸內直噴技術
英文名稱：FSI-Fuel Stratified Injection
中文名稱：燃料分層噴射技術
缸內直噴技術就是在傳統發動機基礎上多增加了一套燃油噴射系統，用於改善傳統汽車發動機供油方式不足而研發出的一種新型技術，其通過一個活塞泵提供100bar以上的壓力，將汽油提供給位於汽缸內的電磁噴射器，然後，通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當的時間直接注入燃燒室，完成整個燃油噴射過程。
FSI技術採用了兩種不同的燃燒模式，分別是均質燃燒模式和分層燃燒模式。
均質燃燒模式是指在進氣行程後期向燃燒室內噴入燃油，在進氣行程與壓縮行程中完成與空氣的充分混合，並在點火時刻使缸內形成較為均勻的混合氣，確保穩定點火。
分層燃燒模式是指在壓縮行程噴入燃油，隨著壓縮行程的進行，燃油與空氣混合，直至點火時刻，從火花塞處至缸壁，燃油濃度由濃到稀，保證有效點火，火焰傳播也正常，從而提高燃油經濟性。
直噴發動機燃油跟空氣的混合主要有三種方式，分別是噴射引導、劈面引導和氣流引導。噴射引導噴油器設計在缸蓋頂部，火花塞設計在發動機側面，主要適用於分層稀薄燃燒發動機，燃油經濟性較好。壁面引導和氣流引導，其結構設計均為噴油器側置，火花塞頂置，適用於均質燃燒發動機。因為此結構設計跟傳統發動機結構相似，所以更適用於平臺化與模塊化發展。
二、優點
相比於前兩種燃油噴射技術，缸內直噴技術主要有如下技術優勢：
1. 燃油經濟性好
當發動機在小負荷工況運行時,在壓縮衝程時刻進行燃油噴射,利用缸內滾流的運動促進油氣混合,最後在火花塞附近形成適宜點火的油氣混合氣,並且油氣濃度在整個燃燒室內呈現梯度分佈,可實現較大的空燃比，最大可達到40：1,從而提高發動機的經濟性。同時,分層燃燒模式使燃燒發生在燃燒室的中心區域,燃燒被周圍的空氣隔絕,降低了熱量損失,進一步降低了燃油消耗率。
2. 熱效率高
發動機在中、小負荷工況時採用分層燃燒模式，燃油濃度呈現梯度分佈,即在缸壁附近分佈的大部分是空氣,有效地防止了熱量傳遞給缸體水套,提高了燃燒的熱效率。
3. 升功率大
大負荷或全負荷工況時,缸內直噴發動機在進氣行程中將燃油噴入燃燒室,由於油束的移動速度小於活塞的下行速度,造成油束周圍的壓力較低,燃油迅速擴散蒸發,從而形成均質燃燒混合氣。燃油蒸發吸收熱量使缸內溫度降低,增強了抗爆震性能。因此缸內直噴發動機可以用較高的壓縮比,提高了發動機的熱效率，一般可提高至 11~14。另外由於缸內溫度降低,提高了充量係數,可產生更高的功率。
4. 缸內直噴發動機採用質調節,根據各缸的實際需求進行燃油噴射,可減少各缸之間的差異,提高各缸均勻性,一般與進氣道噴射汽油機相比缸內直噴發動機的各缸均勻性可以控制在 3%以內。
5. 排放性能好
缸內直噴技術發動機精確的控制每個循環的空氣與燃油比例,結合分層燃燒直接起動技術,可以降低冷起動時的 HC 排放,瞬態響應好。
智車Stark
缸內直噴指的是電控單元依據傳感器測得的參數計算當前工況所需地供油量，精確並且及時地向氣缸內的噴油嘴發出指令，使得汽油能夠直接噴熱氣缸內，而不是像傳統的那樣將噴油嘴佈置在進氣歧管並把汽油噴在進氣岐管裡面進行預先的混合，然後再被吸入到氣缸裡面，這是汽油缸內直噴的技術特點。下圖可以看到，噴油嘴在工作的時候直接將汽油噴入缸內而不是進氣岐管裡面。
相比傳統的發動機而言，汽油缸內直噴具有以下幾個優點：
1、 缸內直噴的發動機有著更好的燃油經濟性，也就是更省油。這主要是因為採用這種技術可以實現高的壓縮比，在發動機的中低負荷工作的時候可以實現稀薄燃燒，並且由於缸內直噴的發動機可以省掉節氣門，因此進氣阻力更小，這也可以減少汽車的油耗。
2、 缸內直噴也可以賦予發動機更好的動力性，這也是由於省掉了節氣門帶來的好處，省掉節氣門可以帶來更高的進氣效率，這意味著相比傳統發動機而言，發動機在負荷比較低也就是油門開度比較小的情況下也可以充分進氣，這可以提高發動機的升功率。試驗表明，同樣排量發動機，缸內直噴的功率比其他的大40%左右，效果可以說是很顯著的。
3、 缸內直噴的發動機的排放相比傳統發動機也會更少，可以降低冷啟動時的碳氫化合物的排放，減少一氧化碳的排放。
4、 由於可以快速控制噴油嘴的噴油量，因此發動機也會有更快的響應，這可以提高駕駛性能。
汽車工程研究生
汽油機燃油缸內直噴
指的就是發動機工作時，燃油是通過缸蓋上的高壓噴嘴直接噴入燃燒室內進行工作的，而非噴在進氣歧管內再通過氣門再進入缸內。
缸內直噴的優點
缸內直噴發動機，噴油量與噴油時機的判讀與控制更加精準，因此使得發動機的燃燒效率大幅提升下，除了發動機得以產生更大動力外，對於環保和節能也都有正面的幫助。簡單的說缸內直噴發動機油耗量更換低，升功率大。
另外,缸內直噴時燃油蒸發吸收熱量使缸內溫度降低,增強了抗爆震性能。因此缸內直噴發動機可以用較高的壓縮比,提高了發動機的熱效率。
但目前來說，缸內直噴的缺點也比較明顯，從結構上比傳統電噴更復雜及成本更貴，並且更易產生積炭，以及工作時的高油油泵及高壓噴嘴的噪音也較大等。但總的來說應該直噴技術更加先進，從市場上來看越來越多的汽油車也開始採用直噴發動機。
