大众三兄弟
缸内直喷
涡轮增压
双离合变速箱
俨然被大众宣传的十分出色
也的确在提高动力的同时降低了油耗
毕竟德国人的确擅长技术的结合
而相对于AT、CVT变速箱
DSG的故障率却在其之上
也将大众挤上了风口浪尖
已然没有了当年普桑皮实耐用的“气质”
加上运气不佳摊上烧机油
大众一直在消耗当年积累的口碑
纵使TFSI，TSI以及FSI与DSG们一起发力
也难挡国人对“黄金组合”的信任
渐渐失去
然而却有一股新新势力正在崛起
没错
今天我们就来谈谈丰田的
D-4S技术
也许可以成为一种新的潮流
我想，如果有什么汽车发动机技术，是近十年大家听得最多的，那么这项荣誉绝对非“缸内直喷”莫属了。
确实，坊间流传的“缸内直喷”+“涡轮增压”+“双离合变速箱”的组合拳确实能兼顾动力，油耗以及用车成本，有这些技术加持的小排量发动机甚至可以媲美大排量自然吸气发动机。
引擎要想产生动力，必须依赖于汽油和空气的混合以及火花塞的点火，而这个过程在一个被称为“燃烧室”的地方进行。
从最早的化油器的供油方式，到后来的单点喷射，再到持续至今的歧管喷射，我们可以发现：汽油供给的位置，有着越来越靠近燃烧室的变化趋势。而缸内直喷则是将这个趋势演绎到了极致。
喷油嘴离燃烧室越远，油气混合气所走过的路程就越长，于是乎在这一过程中，混合气中的小油滴会粘附在进气管路中，因此空气和燃油的比例不能达到理想的范围，空燃比不准导致引擎热效率下降，动力不足而且费油。
空燃比
空燃比意为空气和燃油的比例。我们都知道，一定量的燃油，如果想要完全彻底燃烧，需要特定量的氧气。而由于发动机获取的是来自于空气中的氧气，因此如果想要达到完美的燃烧状态，空气和燃油的比例就要精确的控制，这就是理想的空燃比。
而如果喷油嘴里燃烧室越近，油气混合气的不确定因素就越少，甚至缸内直喷引擎的喷油嘴，直接设计在燃烧室中，在进气量可以精准测量的情况下，喷油量可以控制得非常精确以达到理想的空燃比。并且，由于汽油的雾化过程中需要吸收大量的热能，因此在燃烧室中喷射的汽油可以极大地为燃烧室降温，发动机的热效率得到了巨大的提升。
不过俗话说，有一好，没两好。
随着人们享受这些新科技的同时，可靠性方面的问题却凸显了出来。
缸内直喷引擎与以往的进气道喷射的方式不同，其将汽油直接喷射到气缸内部的做法，会导致进气门不会像以前那样，得到来自油气混合气的冲刷，继而得不到汽油的清洁作用。
在长期驾驶下，进气门处日积月累的厚厚积碳，会极大的影响发动机性能。
因为原本缸内直喷引擎内部，为了获得良好的油气混合效应，需要各个零件的表面相配合，让空气形成类似于“龙卷风”的湍流，空气以这种形式在气缸内流动，再配合上喷油嘴的角度，使得空气和燃油充分混合均匀。
而一旦进气门出现积碳，其不规则的表面形状以及厚度会让流进引擎的空气呈现出一种杂乱无章的不可控状态，并且，堆积在此处的积碳还变相的缩小了气流通路，缩小了进气面积。
其次，不准确的混合气与超高的缸内压力，时间长了还会有别的问题。由于直喷发动机比传统歧管喷射引擎在燃烧等量燃油时，可以爆发出更大的威力，并且各厂家为了压着引擎性能，会让汽油在极限的边缘燃烧（爆震）以寻求更多的动力。
因此，当之前所述的乱流涌进燃烧室后，混合气并非如正常那样均匀分布。
在进气门大开之时，气门头部探进燃烧室内，这会让其暴露在局部过浓的混合其中，因此部分未燃烧的汽油依附在上面，由于进气门的温度并没有排气门高，因此进气门并不能像排气门那样依靠自身热量烧掉那些汽油，因而形成了积碳。
另外，为了环保的要求，各国法规会规定曲轴箱散发的机油蒸汽不能直接排放到大气，很多厂家会将曲轴箱蒸汽重新导入进气道。为了控制NOx排放量，一部分废气也会重新导入到燃烧室中，因此这两部分气体经过进气门之时，也会有少量油滴/未完全燃烧产物依附在进气门上。
上面说的这三种现象，彼此相互作用之下，造成了积碳的严重积聚，给大家看一些照片吓唬吓唬你们~
这样的现象会造成动力输出不顺，油耗增加，怠速不稳的问题，往往车主还要花上不菲的价格进行维修。
为了解决这个问题，一些厂商（例如BMW）会建议车主们通过使用汽油添加剂的方式来避免这种问题的发生，不过人们会想，有没有从技术上解决这个问题的创新呢？
这个问题当然难不倒工程师们。
答案就是把缸内直喷和歧管喷射相结合，充分利用两者优点的复合喷射。
其实目前已经有一些汽车制造商采用了这种混合喷射的供油方式，最早的例子就是丰田的D-4S系统。这套系统，丰田10年前就应用在了他们的V6发动机上。而目前，Toyota 的2.0L水平对置4缸引擎（Subaru造），3.5L V6引擎，以及5.0L V8引擎上都采用了这套D-4S复合喷射系统。
Audi在他们的3.0L V6、5.2L V10上也采用了类似的系统，Ford则将这套系统应用在了他们的大皮卡上，从2.7到5.0的V6以及V8引擎都有采用其中还包含了两颗3.3和3.5的V6引擎。而在Mustang GT上，5.0L V8的大家伙也采用了这个技术。
D-4S系统在冷启动过程中，利用歧管喷射低温下油气混合效果好，热机快的优点，迅速启动以及预热。
在中低转速域/小油门开度下（正常驾驶中）同时开启两套喷油系统。这样一来，燃烧室内的油气混合过程得到了控制，进气门处也得到了清洁。
在高转速/大油门工况下，引擎的动力输出摆在了首要的位置，这时所有燃油都从缸内直喷的喷油嘴供给，精准的空燃比控制确保燃尽每一滴燃油，燃烧室内的温度也得到了降低。
Toyota的控制策略
而Ford采用了另一种控制策略。
在怠速以及低转速下，全部采用歧管喷射的方式来保证引擎的顺畅性以及静音效果。随着转速升高，直喷供油开始逐渐介入，两者间的合作比例依照ECU中的程序互有增减。
与Toyota的控制策略不同，Ford主要依靠歧管喷射，缸外的喷油嘴处于持续的工作之中，二者配合时，歧管喷射参与供油最低的情况下，也要负担5-10%的工作。
具Ford的工程师们表示，在他们的复合喷射引擎中，进气门积碳现象就从来没发生过。Ford的动力系统首席工程师Peter Dowding表示：在电动车逐渐崛起的年代，我们会竭尽全力的提高内燃机的工作效率。
研发生产一套新世代的引擎，需要平衡动力，排放，油耗，可靠性，动力可控性以及其他因素。混合喷射的供油方式让工程师们有了提高引擎效率以及耐用度的新方法。随着各家公司经验不断累积，零件成本不断下降，我们可以期待有更多的厂家采用这种技术。
今日日签
点击自定义菜单「酷乐日签」获取每日惊喜
北京时间每日23:55更新
联系客服
