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作者：肖鱼；转载请带以上信息视为自动授权

《懂车90分》是一档汽车知识科普的栏目，从最为简单的汽车原理到核心的技术知识你都能轻松看懂并能融会贯通。据说看完这个栏目的小伙伴都能一眼明白车的好坏！

从1886年卡尔·本茨发明汽车开始算起，这种交通工具已经走过了一百多年岁月，从刚开始单一的简陋敞篷三轮，到现在的各种超跑、越野车、豪华加长轿车……变化之大，有时候很难让大家相信它们是一家人。

抛开纯电动车不说，汽车家族的有一个特点，倒是百年来从未变过的，它们靠引爆燃油来获取动力。甭管车壳帅还是丑，内饰豪华还是塑料，技术先进还是落后，反正工作的基本原理就这个。

但这个看似简单的事情，实际操作起来却是门大学问，不是你把油直接倒进发动机，再注入空气点燃，它就能爆炸产生动力的。燃油和空气必须充分“亲热”，变成所谓的油气混合物，才能为发动机所用。

制造油气混合物，就是发动机供油系统的任务了，最早的时候，也就是汽车诞生的19世纪末，供油系统的核心是化油器。

老司机们对这个名字肯定也不陌生，在大约二十年前，普桑、老捷达还是街头主力的时代，几乎每部汽车都装备了化油器，大家买二手车看成色，也总是要观察化油器还好不好使。

（老桑塔纳的化油器）

咱们换句话说，这玩意从汽车刚发明，一直用到21世纪来临，什么叫经典，这就是经典……

那化油器究竟怎么工作的呢？我们首先要搞懂一个物理学知识，很多科普节目都做过一个小实验，当你拿着两张纸，往中间吹气，两张纸就自动贴在一起。

这是因为气体或者液体快速流动的时候，它所产生的压力会变小，当你往纸的中间吹，纸的一面空气流速快，另一面流速慢，两面所受的压力不对等，所以会贴在一起，这就是所谓的“伯努利定律”。

化油器也利用了这个定律，发动机吸入的空气，会先经过化油器里面的管道，而管道里有一个孔，连通着储存燃油的小槽。

当空气高速经过，管道和装燃油的小槽之间，就会产生压力差，让燃油自动被吸进管道里。

因为空气是气体，燃油是液力，体质不同所以流速不一样，前者是后者的25倍左右。燃油一旦进入管道，就会被高速气流撞击，瞬间散落成大小不一的颗粒，如果你能观察到化油器内部的话，就会发现燃油变为了“气雾”状，所以能和空气充分混合。

因为油是被空气吸出来的，所以装备化油器的汽车，油门并不会直接控制供油量，而是控制发动机的进气量（此处敲黑板划重点），进气量越大，管道里空气的流速也越快，吸出来的油就更多。

化油器的优势在于，结构简单成本低，而且非常耐造，所以长盛不衰，除了汽车标配这玩意，摩托、农机、飞机也在用。

（1964年的第一代福特野马和它的V8化油器发动机）

但简单往往也意味着功能少，化油器是存在严重缺点的。

空气和燃油的混合物，混合比例（空燃比）是很讲究的，油多了空气少了，那就燃烧不充分浪费油，油少了空气多了，那就提供不了足够的能量。

科学家计算出汽油的最佳空燃比是14.7∶1，也就是14.7克空气混合1克汽油，能在经济性和动力性上达到平衡。

但最佳空燃比只是个理论上的数值，不是每时每刻发动机都适合14.7∶1，当你需要瞬间动力爆发，那就得多掺点油，当然高速续航或者减速，那应该多掺空气来节油。

化油器的结构太简单，给多少空气就出多少油，是一个比较固定的空燃比，不能根据车辆的状况随机应变，尽管各个车企对化油器做过多次改进，这个问题始终没有完全解决。

（装备化油器的汽车发动机）

结果就是，化油器的工作效率始终偏低，有时候浪费油，有时候使不上劲，遇到某些特殊情况，比如说上高原地区，你还得事先对化油器进行调教，非常之麻烦。

所以从上个世纪50年代开始，车企们研究起了化油器的替代品，于是有了电子控制燃油喷射系统，简称电喷。

这种系统中，燃油雾化的工作，被交给了喷油器，喷油器由汽车的蓄电池驱动，能产生极高的压力，将液态的燃油变成极小的颗粒喷出来。

（喷油器结构图）

然而喷油器本身，并不是电喷系统的精髓，真正的精髓是操纵喷油器的电子控制单元，即我们俗称的ECU。

车辆的各处都被设置了传感器，侦测发动机进气量、进气的温度、发动机负荷……甚至包括水温、车辆所处的海拔，这些数据被统一传回ECU。

ECU根据事先设定好的程序进行计算，算出让喷油器喷多少油是最符合目前状况的，实现极其精确的控制，让发动机始终有一个最佳的空燃比。

（电喷系统）

1957年，搭载电喷发动机的美国汽车公司Rambler Rebel上市，这是电喷技术首次民用化，踏上了打倒化油器的漫漫征程。

（Rambler Rebel）

电喷系统一经推出……并没有引发什么大风大浪，虽然理念很棒，但是实践起来有点菜，毕竟那年代的电子系统、传感器，基本都是“弱智级”的，举个很简单的例子，当年的电喷一脚油下去，ECU得思索半天然后再喷油，简单粗暴的化油器，早就给完油让你看尾灯了。

到80、90年代，电子技术有了飞跃，电喷系统的小毛病才被逐渐修复，用它的汽车逐渐多了起来。

除了电子部件的优化，电喷系统的另一大改进方向是，喷油器的位置/数量，最早的电喷系统使用单个喷油器，在发动机的进气管道里喷油，和化油器给油的位置差不多，俗称“单点电喷”。

后来有车企们发现，发动机每个汽缸的工作状况不同，给它们吃同样多的油，有时候会浪费或者饿肚子，索性在每个汽缸的进气口都放个喷射器，大家分开过日子，各吃各的油，这样效率就更高了，俗称“多点电喷”。

高效率的多点电喷，最终彻底打垮了化油器，成为了多数汽车的选择。

21世纪来临之前，欧美日已经极少生产化油器车型了，到现在为止，化油器几乎完全在汽车上绝迹，只有摩托车、割草机上还能看见。

（换装了电喷发动机的普桑）

但大家可能注意到了一件事情，在汽车门户网站查到的车型资料里，有些供油方式那写着多点电喷，另一些写的是直喷，这直喷又是啥呢？

之前的化油器和电喷，都是在汽缸外喷油，然后将油气混合物送进汽缸，而所谓直喷，就是汽缸内直接喷射燃油，让空气和燃油在汽缸内混合。

往汽缸里直接喷油的优势在于，可以实现“超稀薄燃烧”，咱们之前说的理论最佳空燃比是14.7克空气∶1克汽油，而直喷发动机能达到40∶1，某些特殊情况甚至能做到65∶1！效率高得惊人。

由于它直接在汽缸内喷油，每当活塞下行的时候，就能立即给汽缸内补充燃料，让发动机出力也更加连贯。

（下行状态的活塞）

在其他技术条件相同的情况下，直喷发动机比电喷发动机，功率和扭矩都至少高出10%左右，油耗则通常会低15%~17%。

（本田的缸内直喷发动机）

既然直喷那么好，为啥现在还有很多车装备电喷发动机呢？因为直喷系统也非尽善尽美，对发动机零件的损耗很高，像火花塞就得更频繁地更换；而且直喷系统往往要求更高标号的燃油；同时还更容易积碳，总之不是那么好伺候。

然后就有车企突发奇想，要是我把电喷和直喷嫁接一下，会发生什么，于是就有了“混合喷射”，这就叫没有你做不到的，只有你想不到的……

（供油系统的新潮流，混合喷射系统）

看到现在大家应该明白了，“汽车烧油就会跑”这么一个简单的道理，其实背后的故事并不简单，在追求效率的道路上，人类花了一百多年时间，才走到今天这步。

烧燃油的发动机，究竟效率还能提升多少，还有多少潜力可挖，我们就把答案留给明天吧。