图37示出了拍摄到的在充量分层运行背压下形成的喷束照片，这样的喷束只有在各次喷油之间的波动非常微小的情况下才能提供。为了确保喷束的品质，测试检验了各种特性参数，其中包括描述喷束随时间和空间扩展的特性因数△（图37，右上图）。由于在20MPa燃油压力下，向外开启的喷油嘴喷出的油束具有高的动量，在所有运转条件下都能够形成稳定的油束锥角，因此可以确保火花塞即使在空间位置上就在油束附近，但不会碰到油束核心，也不会被液体燃油润湿。由于油束与周边环境有很大的速度差，因此在压缩行程喷射的情况下能够形成局部稳定的边缘涡流区，而几乎与喷射参数无关。同时，由于这种喷束的高动量而引起的空气感应流动产生了非常有利的空气掺入（图37，左下图），因此在边缘涡流区内形成了易于着火的混合气。在空心锥形油束内部，也以相似的方式产生了空气掺入效应。

    不同压电控制的A型喷油嘴与电磁阀控制的多孔喷油嘴之间燃油汽化速度的比较示于图37右下图。显然，在20MPa系统压力下用向外开启喷油嘴喷射的燃油的汽化速度，要比在10MPa系统压力下用多孔喷油嘴喷射的燃油的汽化速度快四倍。同样，由于向外开启喷油嘴喷射的燃油流量较大，喷射相同油量所必需的时间也要短得多，这与压电直接控制的喷油嘴针阀开关速度要快得多有关，并且由此将显示出更多的燃烧过程优点。
    上述介绍的试验结果证实，向外开启的喷油嘴和20MPa系统压力相结合能够产生稳定的喷射油束，而汽缸中的充量流动和涡流对其影响是微不足道的。
（3）废气再循环系统
    在充量分层运转时采用废气再循环来减少NOx的生成。废气从车厢前围板以后的左右两侧排气管路中取出，并分别各由一个伺服电机或旋转电磁铁操纵的圆盘阀来计量和调节。
    伺服电机上的霍尔传感器采集废气再循环阀的位置信号，该信号用于发动机电控单元对废气再循环阀进行位置调节。这两个废气再循环阀被一起装配在一个共用的水冷却的壳体中。再循环废气经过废气再循环阀后，在节气门后面引入进气管（图38）。

    2.燃烧
  （1）热力学
    与过量空气系数λ=1运行的进气道喷射或壁面引导燃烧的缸内直接喷射燃烧过程相比，奔驰公司开发的采用过量空气运行的油束引导燃烧过程具有最大的单一措施降低燃油消耗的潜力。这主要是由于充量稀释大大降低了气体温度，这样在快速燃烧和减少壁面热损失的情况下能够提高热效率，而不像在量调节运转的汽油机上那样会导致废气损失的增大。除了实际的气体效应和换气损失降低之外，还由良好的一次雾化改善了燃油的转化效率，并且在喷油策略和点火时刻方面具有较大的自由度，汽缸壁面和活塞顶的润湿现象减少，燃烧也更快速更完全，因此能够获得有利的热力学燃烧重心位置（指混合气燃烧放热50％时的曲轴转角），低的HC排放，同时油束弓｝导的燃烧过程还能使发动机在更大的特性曲线场范围内实现稳定的充量分层运行。
（2）多次喷射
    首先，压电喷油器的开闭十分迅速，能够在发动机一个工作循环内以非常小的间隔时间实现多次喷射，因此为各种喷射策略的转换提供了全新的可能性（图39）。

（3）充量分层运行
    图40左图示出了三维模拟计算的结果，在火花塞附近的油束油滴、用过量空气系数表示出的混合气油雾和用温度描述的点火后形成的燃烧火焰。由于在火花塞附近混合气成分最易着火的时刻点火，因此在多次喷射情况下火焰传播得比单次喷射时快。
    对多次喷射进行的着火和燃烧模拟计算所表明的这种有利的效应已在试验中得到了证实。图40右图示出了喷油结束和点火时刻之间时间间隔对不着火频率的影响。在无断火范围内，在保持喷油结束时刻不变的情况下可以改变点火时刻。采用三次喷射的无断火范围要比采用双次喷射时明显大。喷油终了时的喷油量越多，三次喷射对混合气形成的有利作用就越大。在大负荷工况分层运行时，与双次喷射相比，借助于三次喷射能够明显地改善发动机运转的粗暴度，而且采用三次喷射还能改善混合气油雾的均质化，加快燃烧速度，从而提高燃烧效率。由于在三次喷射情况下主燃烧结束得较快，因此在燃烧重心位置相同的情况下能够采用较晚的喷油终了和点火。

 （4）充量均质运行
    在充量均质运行时，在高达4000r/min的空负荷转速范围和65％以上负荷范围内采用进气行程期间的双次喷射，如图39中的第①喷油策略情况，易于达到较高的充气效率和较低的噪声。在其余的特性曲线场范围内，则采用进气行程期间的单次喷射来实现均质运行。
（5）启动和暖机
    启动阶段对发动机满足废气排放限值要求具有重要意义。为此，采用在M271 DE直喷式汽油机上已应用过的启动时在压缩行程喷油的方式能够获得相对较低的排放，并附带开发出了一种对催化器迅速加热特别有效的喷油策略，被称之为“双次喷射均质分段运行”，即一部分喷油量在进气行程期间喷射，而另一部分喷油量在压缩行程期间喷射。在这种情况下能够取消补充二次空气，并能在最短的时间内应用上压电喷油器的特性，诸如重复性较好的锥形油束的分层充量能力和多次喷射等。
    采用图39所示出的第③种“三次喷射均质分段运行”喷油策略能使混合气的着火性得到了明显的改善。此时，喷油量分成3次喷射：第一次喷射在进气行程期间进行，第二次喷射在压缩行程期间进行，而第三次喷射只有非常小的喷油量，被直接送到火花塞附近，因而能够采用极其晚的点火时刻，因而能进一步改善燃烧噪声。如图41所示，采用这种喷油策略能够用较少的燃油量在降低HC手非放的同时获得较高的排气歧管和催化器温度，使直喷式汽油机能够满足目前所有的排放标准，并提供了达到未来废气排放FR值的潜力。

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