双循环、双喷射、双增压是什么意思？这些技术都有什么优势？

我们在4s店选车购车时，销售顾问给我们介绍各个车型的参数、配置，经常会听到这款车是双循环的，那款车是双喷射的，还有另一款是双增压的，把我们这些汽车小白听得一头雾水。那么这些所谓的双循环、双喷射、双增压都是什么意思呢？

其实，这里面所说的双循环、双喷射、双增压都是指发动机上的一些先进技术。双循环是指发动机同时具有奥托循环和阿特金森/米勒循环两种工作循环模式，双喷射是指发动机同时具有缸外电控燃油喷射和缸内燃油直接喷射两种燃油供给方式，双增压是指在发动机上同时有废气涡轮增压和机械增压两种增压型式。

那么发动机为什么要采用这样的技术呢？这些技术有什么优势呢？下面我们详细地解析一下。

一、双循环

现代汽车上所使用的发动机，全称是“往复循环式四冲程内燃机”。它在工作时会往复重复四个循环：在进气冲程时进气门打开、排气门关闭，吸入空气或者可燃混合气；在压缩冲程时进排气门都关闭，将吸入的空气或可燃混合气压缩；在做功冲程时进排气门都关闭，可燃混合气点火推动活塞下行做功；在排气冲程排气门打开、进气门关闭，将燃烧后的废气排出。这样的一个工作循环称为“奥托循环”，是由德国工程师尼古拉斯.奥托在十九世纪七十年代发明的，是现代汽车发动机的理论基础。

但是这种发动机有一个缺陷，就是在做功冲程后期，气缸中的废气还有很大压力和很高的温度，还含有很大能量的情况下，就已经开始排气冲程了，有一部分能量白白浪费了。这就导致奥托循环发动机热效率不高，经济性不好。对此，英国工程师詹姆斯.阿特金森把奥托循环发动机做了改进，利用一套复杂的连杆机构，让发动机活塞在做功冲程的行程比压缩冲程的行程更长（即膨胀比大于压缩比），让活塞在做功冲程时尽可能地伸展，充分利用废气的能量，从而提高发动机经济性。这样的发动机工作循环就称为“阿特金森循环”。

但是实现阿特金森循环的机构实在是太复杂了，故障率也很高，实用性不强，因此并没有得到广泛应用。到了上世纪四十年代，美国工程师米勒对此做了改进，不再用复杂的连杆机构，而是用改变进气门开启和关闭时刻的方法来实现虚拟的膨胀比大于压缩比，这样的发动机称为“米勒循环”，它的功效与阿特金森循环是一样的，只是实现的方式不同。现在米勒循环已经被马自达注册成专利了，所以其它车企只能使用阿特金森循环了。

而到了现在，随着电子技术在发动机上大范围使用，人们在发动机配气机构上设计出了可变进气正时系统，可以随心所欲地随时改变进排气门的开启和关闭时刻，这样就可以随时实现阿特金森/米勒循环了，并且可以在奥托循环-阿特金森/米勒循环之间自由切换，这样的发动机就称为“双循环发动机”。一般发动机在中高负荷时使用奥托循环，在中低负荷时切换为阿特金森/米勒循环，从而提高发动机的经济性。现在很多车企都在使用这个技术，比如丰田、大众、本田、马自达等。

二、双喷射

传统的发动机燃油供给系统，即电喷系统，是把汽油喷射到进气门的前面，与空气在气缸外混合后再进入气缸压缩燃烧。但是这种燃油供给方式，燃油喷射压力小，汽油雾化不好，喷射量控制不够精确，发动机性能不同大幅度提升。因此，工程师开发了缸内直喷燃油供给系统，喷射压力更高，汽油雾化更好，喷射量更精准，并且可以实现稀薄燃烧、分层燃烧，发动机的性能也可以较大幅度的提升。现在的乘用车基本都使用缸内直喷燃油供给系统。

但是缸内直喷燃油供给系统也有一个无法克服的缺陷，就是由于汽油不再经过进气歧管和进气门，无法清洗这些部位的积碳。而严重的积碳会影响发动机的性能。对此，汽车工程师把气缸外电控燃油喷射和缸内燃油直接喷射融合在一起，使二者优势互补，在低速时使用岐管喷射系统，可以有效的防止和清除进气门上的积碳；而在高速时使用缸内直喷系统，可以提高发动机的动力性和降低油耗。

二者可以在发动机控制单元的控制下，根据汽车的具体工况适时切换，这样的发动机性能更加优越，积碳也较少。这样的发动机就称为“双喷射发动机”，又称为“混合喷射发动机”。一般只应用在比较高端的发动机上，比如大众的EA888 2.0T、丰田的D4ST、三菱的4B40等等。它的缺点是系统过于复杂，成本比较高。

三、双增压

现在的汽车发动机基本可以分为自然吸气发动机和增压发动机两种类型。普通的自然吸气发动机，活塞在进气冲程时下行，在活塞上方形成一定的真空度，把外界的空气吸入气缸。这种进气方式受结构与充气系数的限制，吸入的空气数量有限，即使喷入更多的燃油也不能完全燃烧，所以发动机的性能受到了很大的制约，很难有效的提高。而增压发动机是通过某种方式把空气强制“压”入发动机，这样发动机就可以进入更多的空气，同时再喷入更多的燃油，发动机的性能就可以大幅度的提升。从理论上来讲，增压发动机性能可以无限制的提高，甚至可以达到同排量发动机的数倍以上。发动机采用增压技术，用较小的排量就可以获得较大的动力性能，这在以排量定税率的中国和欧洲，是有很大优势的。

增压发动机又分为涡轮增压和机械增压两种型式。世界上最早的增压发动机就是采用机械增压的。机械增压器本质上就是一个轴流式空气压缩机，它的前端通过皮带与发动机曲轴相连接。发动机运转时，皮带带动机械增压器高速旋转，把空气加压后送入发动机，提高发动机进气量，从而达到提升发动机性能的目的。机械增压器最大的优点是只要发动机运转它就起作用，并且介入得非常平顺，动力输出线性。但是机械增压器的增压作用有限，一般只能把发动机性能提高20%左右，并且它只能在中低转速起作用，当发动机转速较高时，机械增压器自身消耗的能量较多，发动机性能反而会下降。

再来看看涡轮增压。现在市面上很多发动机都是涡轮增压的，柴油机基本全系列增压。涡轮增压器本质上是一个径流式空气压缩机。它的工作原理是利用发动机燃烧后产生的高温高压废气，来推动涡轮增压器上的涡轮高速旋转，然后涡轮带动同轴上的泵轮（压气机）高速转动，把数量更多、压力更高、流速更快的空气送入发动机，与此同时再向发动机中喷入更多的燃油参与燃烧，这样就可以大幅度的提高发动机的功率和扭矩，发动机的性能得以提升。

显然，涡轮增压器越大，转速越高，持续的时间越长，增压作用越显著。而在发动机转速较低时，由于排出的废气量较少，涡轮转速较低，同轴上的泵轮转速也不高，增压作用不明显甚至不增压；当发动机转速上升到一定程度时，涡轮增压作用突然增强，发动机动力突然上升，这就造成了所谓的“涡轮迟滞”现象。涡轮增压器涡轮越大，这种迟滞现象越明显。这是涡轮增压发动机最主要的缺点之一，它导致的后果是：汽车在低速行驶时动力不足，在某一个转速时突然发力，动力来得非常突兀，驾驶感受不好。

两相对比你就会发现，机械增压与涡轮增压的优缺点正好相反，二者优势互补、相辅相成，如果把它们结合起来，不就非常完美了吗？正因为如此，汽车工程师开发出了涡轮增压器+机械增压器的混合式双增压发动机。在低速时机械增压器起主要作用，在中高速时涡轮增压器起主要作用，涡轮迟滞现象基本杜绝，从而保证发动机在低速、中速和高速时都能有较好的性能。这样的发动机价格是比较昂贵的，一般只应用在比较高端的车型上，比如高尔夫GTI、路虎揽胜等。

此外，在V6、V8、V12等发动机上，由于排气管分置于发动机两侧，通常也使用两个涡轮增压器，这种发动机通常也被称为“双增压”。但它的本质是“双涡轮”而非“双增压”。还有些车型，在进气系统中设计了独特的进气管路，可以利用进气的波动效应产生类似于增压的效果，称为“进气谐波增压”，如果它还有一个涡轮增压器，有些厂家也把它称为“双增压”，但是它的本质是进气管路的改变，不能算作双增压。

以上就是发动机双循环、双喷射、双增压技术的简单介绍。在现代的汽车发动机中，这些技术已经非常成熟，并且大面积应用，有效的提升了发动机各方面的性能。不过现在汽车发动机的技术似乎已经走到了顶点，再向上提升是非常困难的，电动化才是未来的趋势。