稍微對發動機有所了解的人都明白，汽油機和柴油機有著天壤之別，最顯著的區別當然是汽油機燒的是汽油，柴油機燒的是柴油。對于燃燒方式，兩者也是明顯不同的，汽油機是點燃的，而柴油機是壓燃的。相比而言，汽油機的壓縮比較低，一般在9-11之間，而柴油機的壓縮比高，一般為15-22。柴油機的燃燒效率也比汽油機高，一般為34%-45%，而汽油機只有30%左右。汽油機的主要排放物是HC和CO，而柴油機的主要排放物還有NOx和顆粒物（PM），因此后處理裝置也是不一樣的，汽油機主要是三元催化劑，而柴油機主要有DPF（顆粒捕集器）和SCR（選擇性催化還原）。

柴油機的功率大、熱效率高，汽油機就眼紅了，于是就從柴油機上“偷”了不少技術，經過工程師的調試與優化，不斷地提高汽油機的性能，提高熱效率，從而達到節能減排的目的。

NO.1 缸內直噴

由于柴油機用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，且不容易蒸發，而其自燃溫度卻比汽油低。柴油發動機工作時，進入氣缸的是空氣，氣缸中的空氣壓縮到終點的時候氣體處于高溫高壓的狀態（T=500-700°C，P=40-50 bar），活塞接近上止點時，供油系統的噴油嘴以極高的壓力在極短的時間內向氣缸燃燒室噴射燃油，柴油形成細微的油粒，與高溫高壓的空氣混合，可燃混合氣自行燃燒，猛烈膨脹產生爆發力，推動活塞下行做功。

而汽油粘性小，蒸發快，進氣道噴射發動機的噴射系統將汽油噴入進氣道中，通過與空氣混合，形成可燃混合氣，經過壓縮達到一定的溫度和壓力后，用火花塞點燃，使氣體膨脹做功。

而缸內直噴（GDI）技術則是汽油機從柴油機“偷”來的，缸內直噴發動機的噴射系統直接將汽油噴射到燃燒室內，形成油氣混合氣。這樣缸內直噴的發動機就可以根據進氣門開啟和關閉的時刻，來精確知道進入汽缸燃燒的空氣量的多少，從而根據進氣量來決定噴出的燃油量。而進氣量可以通過整車的負荷來決定，在怠速或者低負荷時，進氣門開度小，噴油量少。高負荷時，進氣門全開，進氣量大，噴油量也大，保證發動機的功率能滿足需求。這樣，既能保證發動機功率，又能實現節能環保的目標。但需要強調的一點是，即使是缸內直噴的汽油機，壓縮的仍然是油氣混合氣，只是將噴油的位置從進氣道變到了燃燒室內，而柴油機壓縮的是空氣，這是缸內直噴的汽油機和柴油機顯著的不同。而且缸內直噴汽油機雖然也是高壓噴射，但是相比柴油機的高壓來還是小巫見大巫。

NO.2渦輪增壓

渦輪增壓技術最早是在船用柴油發動機上開始采用的，隨后在軍用飛機以及軍艦上逐步采用。在汽車用渦輪增壓動力早期的發展史中，卡特彼勒是率先將渦輪增壓技術推廣到乘用車發動機上的企業之一。直到上世紀七十年代，渦輪增壓技術才因為石油危機的原因迎來了大發展的時期。1973年爆發的石油危機直接導致了汽油和柴油價格在全球范圍內的瘋漲，此時在商用車市場中搭載渦輪增壓器的柴油車開始熱銷。隨后，渦輪增壓發動機開始在賽道上大放異彩，1968年，搭載渦輪增壓發動機的STP-Paxton賽車獲得了Indy500賽事的冠軍。由于渦輪增壓先是搭載在柴油機上，隨后才搭載在汽油機上，因此也能認為是汽油機從柴油機上“偷”過來的。

渦輪增壓原理

渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪帶動同軸的葉輪，葉輪壓縮輸送由空氣濾清器管道來的空氣，使之增壓之后進入氣缸。當發動機轉速增快，廢氣的排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪又壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以使更多的燃料充分燃燒，相應的增加燃料量和調整一下發動機的轉速，就可以實現增加發動機的輸出功率了。

大眾宣傳的高科技神器——TSI+DSG的黃金組合中的發動機，便是采用了缸內直噴和渦輪增壓技術的組合，其實兩者都是從柴油機上“偷”來的，不過在歐洲，乘用車中，柴油車的比例本來就不比汽油車低，有著豐富的研究和制造柴油機經驗的大眾，將柴油機的優勢移植到汽油機上也是情理之中的事。

NO.3高壓縮比

內燃機氣缸總容積與燃燒室容積的比值，是內燃機的重要結構參數。活塞處于下止點時氣缸有最大容積，用Va表示；活塞處于上止點時氣缸內的容積稱為燃燒室容積，用Vc表示。內燃機的壓縮比ε=Va/Vc，它表示活塞從下止點移動到上止點時氣缸內氣體被壓縮的程度。汽油機一般為9-11，柴油機為15-22，由此可見，柴油機的壓縮比遠遠高于汽油機。

壓縮比對內燃機性能有多方面的影響。壓縮比越高，熱效率越高，但隨壓縮比的增高，熱效率增長幅度越來越小。壓縮比增高使壓縮壓力、最高燃燒壓力均升高，故使內燃機機械效率下降。但總體來說，提高壓縮比可以提高發動機的效率。這也是柴油機的效率大于汽油機的關鍵原因。

既然如此，汽油機為什么不提高壓縮比呢？這是由于汽油機如果壓縮比過高的話容易產生爆震。當發生爆震時如果爆震程度較為嚴重時，對發動機是極為有害的。此時，氣缸內的燃燒反應極為劇烈，壓力變化異常，由此所產生的沖擊波會使得燃燒室內的氣體產生震動，甚至可以聽到發動機氣缸內產生金屬敲擊聲，嚴重情況下會損壞發動機，將缸體擊穿，產生不可逆轉的損壞。

因此提高壓縮比的制約因素是爆震，一般的汽油機壓縮比在11左右，能到12已經算是很高了，而馬自達對外宣稱其創馳藍天技術的發動機能達到13：1的壓縮比，但是這個“壓縮比”卻大有文章。這臺發動機可以看做是阿特金森循環（或者米勒循環），從壓縮比的定義上我們可以理解為活塞上下止點時氣缸容積之比。但是，米勒循環的主旨在于追求“膨脹比大于壓縮比”，所以在壓縮沖程的開始階段，進氣門并沒有關閉，而是偷偷的放走剛剛吸進的空氣，這樣看來，實際壓縮沖程就被縮短了，實際壓縮比也遠遠沒有達到13：1。這就解釋了為什么如此高壓縮比的發動機可以不使用高標號燃油了。其實，廣義上來說，這類發動機統稱為“阿特金森-米勒循環發動機”，原理相同，目的都是提高熱效率。

由此我們可以發現，高壓縮比是柴油機的法寶，汽油機努力了這么些年，也才升高了一點點，遠不及柴油機的壓縮比，可謂是“偷”也“偷”不走，但是汽車工程師仍在不懈的努力，通過各種手段在不發生強烈爆震的前提下提高汽油機的壓縮比，從而提高汽油機的熱效率。

NO.4 壓燃

“汽油是點燃的，柴油是壓燃的”這是一個關于發動機的常識，但是這個常識也在逐漸被打破，汽油機正在“偷”柴油機壓箱底的法寶——壓燃。

柴油機工作原理

均質充量壓縮燃燒（HCCI，Homogeneous Charge Compression Ignition）是一種以往復式汽油機為基礎的一種新型燃燒模式，簡單來說就是汽油機的一種壓燃方式，兼有傳統汽油機均質混合氣與柴油機高燃燒效率的優點，具有實現高效、低排放燃燒的巨大潛力。HCCI發動機和傳統的汽油發動機一樣，都是向汽缸里面注入比例非常均勻的空氣和燃料混合氣。傳統的汽油發動機通過火花塞打火，點燃空氣和燃料混合氣產生能量。但HCCI發動機則不同，它的點火過程同柴油發動機相類似，通過活塞壓縮混合氣使之溫度升高至一定程度時自行燃燒。

實現HCCI必須對發動機進行改造，可變壓縮比、EGR和VVT都是實現HCCI的手段，但是實現HCCI具有很大的局限性，只有在中、低負荷轉速工況下的HCCI才能達到最佳的燃燒效率和排放。而在起動階段和高轉速高負荷工況還必須采用傳統的點燃方式。目前被主流所接受的方式是用在混合動力車型上和電動機配合或者HCCI/SI雙模發動機。

在理論研究方面，同濟大學的李理光教授已通過改變EGR率和VVT實現了HCCI/SI的切換。在實際運用研發上，奔馳和GM走在了前列，其設計的HCCI發動機可以比傳統發動機節油15%左右。相信隨著技術難關的逐漸攻克，HCCI技術將會快速普及到大眾當中，作為一種新的節能增效技術，為地球的藍天作一份貢獻。

?最后兩句

目前，汽油機的發展趨勢就是“柴油機化”，渦輪增壓、缸內直噴等等這些曾經在柴油機上的技術逐步在汽油機上得到普及，提高了汽油機的性能和熱效率，而有些則是正在研究的有希望出現在汽油機上的技術，如壓燃（HCCI）。隨著汽油機和柴油機技術的趨同化，也許有一天汽油機和柴油機之間的鴻溝就消失了，同一臺發動機既可以燒汽油，又可以燒柴油，真正實現汽油和柴油的“天下一統”。