发动机运行时需要燃烧混合气做功，而将燃料与进入发动机的空气混合的方式即为供油方式。汽油发动机的燃油供给方式主要分为化油器和燃油喷射装置两种。化油器是一种传统的燃油供给方式，它通过高速气流将汽油雾化成极小的油滴，并与空气充分混合，随后被汽缸吸入并点燃做工。然而，由于化油器的控制不够精确，在正常驾驶过程中无法迅速响应发动机负荷的变化，导致混合气浓度难以调整，发动机经常处于不充分燃烧状态，排放有害物质的含量无法达标，同时还会产生较高的油耗。因此，化油器已逐渐被淘汰。
燃油喷射则是目前广泛采用的燃油供给方式，无需化油器，通过高压将汽油雾化喷入进气管，再被吸入汽缸。由于喷嘴能够更精确地控制喷油量，随时调整混合气浓度，使得操作反应灵敏，改善了驾驶性能。早期的汽油喷射方式为单点喷射，即向进气总管喷射汽油，但由于各汽缸进油不均的问题，逐渐被多点喷射取代。多点喷射是直接向每个汽缸的进气歧管喷油，解决了进油不均的问题。
喷射方式又分为机械式和电子式两种。机械式通过机械调节控制空燃比，而电子式则使用电磁阀控制喷油嘴的开闭。由于机械式控制精度较低，电子式控制更为精确，因此如今绝大多数汽油发动机都采用了电子控制多点燃油喷射。最新技术为缸内直喷，即将汽油以极高压力直接喷入汽缸，可以更精确地控制喷油量，进一步提高发动机的动力输出和燃油经济性。许多汽车制造商现在都在自己的轿车发动机上使用这种技术。
相比之下，柴油发动机也有几种不同的喷射方式。早期的柴油机或大型柴油机使用柱塞式喷油泵、调速器和喷油自动提前器等机械方法来调节供油量及喷油提前角。这种方法误差大，反应慢。自从电子控制汽油喷射出现后，柴油机的电子控制也随之而来。它可以采用与电子控制汽油喷射类似的方法，实现对供油量、喷油提前角及其他需要的精确控制，使柴油机的工作更为理想。
传统的注塞式喷油泵体积较大，每个汽缸需要一根高压，多缸柴油发动机上非常复杂。随着柴油机在轿车上的广泛使用，工程师们面临缩小柴油发动机体积的问题。于是，共轨柴油机诞生了。共轨柴油机用一个高压油泵代替了传统的注塞式喷油泵，并用一根高压将所有喷油嘴连接起来，通过电磁阀精确控制每个喷油嘴的开闭时间，不仅节省了空间，而且可以使各缸的喷油压力一致。
最近出现了一种优于共轨喷射的新技术，称为泵喷嘴。泵喷嘴将油泵集成在喷油嘴内，每个喷嘴实际上就是一个高压油泵，直接将常压柴油加压喷入汽缸。与共轨技术相比，泵喷嘴省去了高压，降低了成本，而且喷油压力更高，使柴油雾化更彻底，从而改善燃烧，达到提高动力和改善尾气排放的目的。
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