爭先恐后 為何越來越多缸內直噴發動機?

　　編者按：日前有報道指即將在7月份前后正式上市的上海通用別克新君越，將搭載已經在新君威車型上使用的ECO 2.4發動機和別克首款直噴發動機3.0 V6 SIDI。如報道屬實的話那么新君越將會成為繼大眾和奧迪旗下產品后又一款將燃油缸內直接噴射（Fuel Direct Injection）帶給國內消費者的車型。而放眼海外，有意于挖掘缸內直噴技術潛力的廠家也不在少數，法拉利、保時捷、奔馳、凱迪拉克、三菱、豐田、本田等一眾大牌明星都有著其各異的技術成品。到底為什么這些廠家都愿意在這項技術上投入大量的研發資源呢？為什么越來越多的缸內直噴發動機出現在我們身邊呢？下面我們一起作簡單探討。

　　為什么要用缸內直噴？

　　無論是上世紀隨處可見的化油器發動機也好，還是現今廣泛采用的電噴發動機也好，汽油發動機的燃料供給方式一直都是采用“缸外混合”的方式。也就是汽油先通過化油器（已被淘汰）或者噴油嘴噴出，在進氣歧管內與新鮮的空氣混合而成為“混合氣”。在發動機氣缸進氣門還沒有打開之前，這些混合氣都儲存在進氣歧管內，直到氣門打開后混合氣才能夠因為燃燒室的負壓而進入到燃燒室內，然后在活塞壓縮行程的末端通過火花塞點燃劇烈燃燒。即使是現今極為普遍的電控燃油噴射系統，其先進之處也只在于由電腦控制噴油嘴噴油的時機和數量，還是沒有改變“缸外混合”的基礎。

　　“缸外混合”的缺點是顯而易見的，進入燃燒室的混合氣只能夠通過氣門的開閉來被動控制，對發動機不同工況的適應程度未如理想。而且噴油嘴離燃燒室有一定的距離，汽油與空氣的混合情況受進氣氣流的影響較大，并且微小的油顆粒會吸附在管道壁上，不能充分使用。為此，各種增壓技術和可變氣門技術的誕生，都是為了更加靈活地控制混合氣進入氣缸的情況，以及提升混合氣的燃燒效率。

　　但隨著我們對發動機動力性能和環保性能的要求越來越高，增壓技術和可變氣門技術顯得有點力不從心了。混合氣的增壓壓力可以繼續提升，但對于動力平順性以及機械可靠性是極大的挑戰；氣門的數量不可能無限制地增加，而且氣門正時和氣門升程的調節有其不可克服的物理限制。這時候聰明的工程師們開始想，為什么不可以像柴油機那樣把噴油的步驟安排在氣缸里面呢？而實際上，現今的機械制造技術已經可以允許他們這樣去做了，就在這樣的背景下，燃油缸內直噴技術成為了可能。