丰田D-4系统的全称是Direct Injection 4-Stroke，直译就是“直喷四冲程”。

缸内直喷技术的发展历史大致上可以分为两个阶段，第一个阶段属于机械式喷射系统，最早出现于二战时的梅赛斯密特Me109战斗机上使用的Junkers容克Jumo 210引擎上，但当时的缸内直喷技术被发明的目的是为了让高G-Force状态下引擎不至于断油的思路，后来，Mercedes的DB601汽油引擎使用了Bosch研发的机械式缸内直喷系统。二战结束后，DB601的引擎设计团队回到民用产品的研发上，在1952年的300 SL赛车的最后一台上开始测试，1954年的300 SL街车随之跟进，但这时的缸内直喷系统仍存在着一个非常严重的机理性问题，那就是机械式燃油泵即使汽车断电、引擎停止点火，燃油泵会继续工作往气缸里喷油，直至引擎曲轴转速为零才会停止。也正是因为这个原因，机械式的缸内直喷系统并没有继续发展下去。

图：这就是Daimler-Benz在1935年推出的DB601引擎，它采用倒置式V12布局，使用在梅赛斯密特Me109战斗机上，总产量达到19000台，使用机械缸内直喷系统，排气量33.9升，最大马力1100匹。

图：机械缸内直喷技术在汽车工业上的首次应用，很多人会将它的起始点放在上图这台M198引擎上，它也是300 SL Gullwing（W198）上动力系统，但事实上是：同样在1954年，最早使用机械缸内直喷技术的是W196赛车上那台代号M196直列八缸引擎。

图：这台就是M196直列八缸引擎，留意图中顶部的供油系统和气缸内的喷嘴。图中红色部分的是机械式气门控制机构，这个技术在我们【平治谷】公众号会有介绍，在此就不赘述了。

缸内直喷的第二次发展阶段始于上世纪90年代初，时至今天咱们依然还处于第二个发展阶段里，只不过进入了各大车厂均开始使用的普及期。最早进行这次缸内直喷革新的车厂是日本的三菱汽车，1996年推出全球第一台采用贫燃概念的缸内直喷汽油引擎4G93，并安装在Galant上，2000年又推出了世界第一台缸内直喷+涡轮增压量产化引擎。稍比三菱晚了一年推出的则是日产的缸内直喷技术；1998年轮到丰田推出D-4系统。至于那些欧吹们天天挂在嘴边的欧系缸内直喷，吹得如何先进云云，不过史实能打脸的是，欧洲最早引入缸内直喷技术的是PSA和Volvo，两家都在1999年获得三菱GDI的技术授权。至于大众，要到2000年才在Lupo上使用FSI（分层喷射技术），它比日系的缸内直喷技术晚了四年。

图：汽油为燃料的汽车历史发展史上，供油系统从最早的“灯芯”式、化油器、机械缸内直喷、机械式燃油喷射、单点电喷、多点电喷，再到电控式的缸内直喷这么一路过来的。而三菱的GDI系统可谓是功不可没，也请那些自诩见多识广的欧吹们闭嘴吧，不学会正视汽车发展史，看不懂德国车在二战后为什么被炒作起来（大背景是二战的战争赔款），你们真不配评车！

1996年，丰田自主研发的D-4系统最早装备在代号3S-FSE引擎上，到了1999年，便继续进化至第二代D-4系统，使用在2JZ-FSE引擎上，第一和第二代在燃烧控制理论上有很大的分别，前者只使用了稀薄燃烧理念而设计的直接喷射机理，大致上跟三菱的GDI系统相类似，喷射的燃油如锥体般的形状直接喷入燃烧室，所以其高负载时的动力表现不佳；后者则是考虑到燃油的导向，喷嘴采用风扇型设计，活塞顶部会设计成一个导流形状，以利于充分燃烧，但这个设计依然有缺点，如果引擎长期空载运转时，进气侧气门会出现积碳问题，导致进气气流发生变化，不得已地，丰田只能通过车辆的保修期，从5年增加至9年来进行保养。2000年，使用了第二代D-4的全新直列四缸系列引擎1AZ-FSE和2AZ-FSE陆续上市销售，但问题依然还是气门积碳问题。

这两代D-4系统都出现耐用性的问题，也令D-4系统没有大规模的配置在出口车型上，而仅为日本国内使用的JDM型号上，这也是国内很多媒体公知们不清楚不了解、凭空臆测说欧系缸内直喷技术如何这般的原因。应该说，任何新技术都会有不成熟的发展阶段，只有解决好问题才能稳定住产品品质，而不是贸然地使用新技术让不成熟不理性的消费者埋单，或者单靠宣传自己的先进来吸引眼球的不负责任市场行为。

图：在经济模式下，第一代D-4系统的空燃比为25:1，此时车辆仪表板上会显示“Econom”字样，喷嘴喷油时间为0.6ms；负载增加后，空燃比会增加至13:1，通过VVT系统可以延长进气门开启时间，让更多空气进入。

图：第二代D-4系统引擎有两个排气量，分别是1JZ-FSE的2.5L和2JZ-FSE的3.0L两款，分别使用Mark II和Verossa及皇冠S150上。

2005年，丰田推出世界上第一套同时拥有缸内直喷+进气道喷射双喷嘴的D-4S缸内直喷系统，而这种设计是目前最有效解决单喷嘴缸内直喷系统导致的进气门积碳问题，进气道喷嘴既可以在高负载时候为引擎提供额外的燃油供应，更可以在低负载时负责主要的燃油供应时清洁进气门，所谓是一举两得，搭载这套技术的引擎是2GR-FSE（3.5L）、3GR-FSE（3.0L）和4GR-FSE（2.5L），用以接替过去的1JZ-FSE和2JZ-FSE。如果回顾缸内直喷的编年史可以发现，2005年前后，通用汽车刚推出三款缸内直喷Ecotec引擎、2006年Mercedes首次在第一代的CLS350（W219）上使用代号M272的V6引擎使用CGI缸内直喷技术，BMW也在这一年发布了他们的直六双涡轮N54引擎上使用缸内直喷技术；2007年，PSA与BMW合作开发的EP6引擎也开始使用缸内直喷技术。

图：斯巴鲁的FA20引擎上也应用了D-4S缸内直喷系统，应该说，双喷嘴是目前缸内直喷技术中最有效解决进气门积碳问题的设计，而丰田的D-4S系统也是因为从第二代D-4系统的应用中获得的经验教训而得出的开创性思路，至于后来再使用这种设计，我只能说都是“抄袭和借鉴”吧！

2014年，丰田又在D-4S系统的基础上，为了对应涡轮增压系统的日益普及，经过改进推出了D-4TS版本，并使用在排气量只有1.2公升的8NR-FTS和G16E-GTS引擎上，至于三缸的M15A-FKS则使用D-4系统为引擎供油。