缸内直噴技術經過多年發展以及企業宣傳，想必大家對其定是耳熟能詳了，今天我們從“根兒”上帶您了解一下，缸内直噴究竟有何作用，而分層燃燒又是如何提升熱效率的？

首先我們要從發動機的理論循環說起，我們都知道無論是柴油機還是汽油機工作過程都分為進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，而在進行發動機理論分析的時候，會将其工作時的複雜情況進行簡化，抽象的将發動機的内部變化理解為膨脹、壓縮、加熱與放熱，被簡化後的二者便有了明顯差異，柴油機簡化後的工作循環為絕熱膨脹、絕熱壓縮、定壓加熱、定壓放熱，而在汽油機中加熱過程則變為定容加熱。

過去的汽油機采用了進氣歧管内噴射的預混合方式，使燃料與空氣充分混合，加上采用火花塞進行點燃，使得汽油機的燃燒過程更快，在氣缸容積并未有太大變化的情況下，便可以短時間使缸内壓力達到最高點，因此汽油機的功率相比柴油機更大。

通過發動機的理論循環，我們可以理解為汽油機是用爆發力将活塞打出去，而柴油機的動力則是在用力的持續推動活塞。

但這始終是在理想狀态下，在實際循環中，發動機内部環境瞬息萬變，活塞始終處于快速運動狀态，而此時因為爆燃傾向的存在使得火花塞無法過早點火，因此活塞定會在混合氣完全燃燒之前下移到低位，造成不能有效利用全部燃燒時産生的熱能，一定程度上造成了部分燃料的浪費。

所以為了提高發動機熱效率與經濟性，需要從汽油機的燃燒過程中下手。汽油機的燃燒過程，分為滞燃期、速燃期、補燃期三個階段。燃料進入氣缸後火花塞跳火到混合氣正式被引燃的這段時間被稱為滞燃期，這段時間内缸内無明顯壓力變化；當混合氣被引燃後形成火核，其相鄰的一薄層混合氣被點燃形成火焰前鋒，沿活塞運動方向呈傳播式快速燃燒，此時氣缸内溫度急劇增加，這一階段被稱為速燃期，速燃期越短，缸内壓力升高的就越快；當進入最後的補燃期時，缸内壓力開始下降，此時活塞仍在下行，因氣缸内火焰前鋒還沒來得及傳播至混合氣末端，所以燃燒也并未停止，但此時燃燒所産生的熱能幾乎不産生有用功。

由此可見，若想提高發動機效率就需要縮短各階段持續的時長，于是汽車工程師們想到了将火花塞附近的混合氣進行加濃處理，使油滴從火花塞到活塞頂端由濃到稀的逐層分布，這樣可以使速燃期擁有使缸内壓力更快速的升高，并縮短補燃期，達到提高熱效率，降低燃油消耗率的效果。

打個比方，以前的均質燃燒就是過年時鋪開放的挂鞭，小鞭炮就是被空氣打散後均勻分布的油滴，依序從頭響到尾，此過程較長，沒等末尾的鞭炮放完，氣缸便已膨脹至一定程度，在此時炸裂的鞭炮隻能聽個響，造成了浪費。而分層燃燒則是挂鞭在成卷的時候被點燃，此時整個鞭炮放完的時間更短，視覺效果更炸裂，分層燃燒亦是如此，大部分的油滴在火花塞周圍緊密排列，被點燃後因濃度較高使得燃燒速度更快，壓力升高率更高，同時因為混合氣末端較稀，所以補燃期被大大縮短。如此一來，便在燃燒過程中達成了提高經濟性與動力性的目标。

但若想實現缸内混合氣的局部加濃，用以往的進氣道噴油是無法實現的。需要在氣缸内部利用噴油嘴進行精細控制，同時由于缸内直噴沒有充分的時間使燃油霧化并與空氣混合，因此需要使用高壓方式在燃油噴出時就将油滴打碎成細小顆粒。雖汽油機缸内直噴與柴油機供油方式一樣，均在氣缸内部噴入燃油，但由于引燃方式不同，令二者之間還是存在根本差異。

缸内直噴技術是汽油發動機技術的一次跨越，從缸内直噴衍生出了例如馬自達的壓燃汽油機技術、梅賽德斯-奔馳的預燃燒室技術等，更多提高汽油機熱效率的高新技術，使發動機在愈發嚴苛的排放要求下，更有力的将人類推動至下一個篇章，雖然内燃機可能在未來将逐漸被電動機取代，但不可否認的是，内燃機當下仍舊是汽車領域的主宰，而缸内直噴技術也将是汽油發動機技術的主流。

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