省油+高性能大眾FSI分層燃燒技術(shù)詳解

2022-01-05 17:23:35 作者：問答叫獸

十幾年前，買車的人對發(fā)動機和技術(shù)沒有太多的思考，各種先進的技術(shù)只是廠商標(biāo)榜自己的一種宣傳手段，并不能真正打動消費者?，F(xiàn)在，消費者越來越關(guān)注技術(shù)和技術(shù)含量。那家廠商哪種車型采用先進技術(shù)也會首次出現(xiàn)在媒體的頭條，人們也開始用先進技術(shù)來評價一輛車的質(zhì)量。在發(fā)動機技術(shù)研發(fā)方面，大眾及其奧迪一直處于領(lǐng)先地位。這次，讓我們來看看他們引以為豪的FSI分層燃油噴射技術(shù)。

● FSI燃料分層噴射概念

FSI是燃油分層噴射的縮寫，意思是分層燃油噴射。分層燃油噴射技術(shù)是發(fā)動機的一種稀薄燃燒技術(shù)。什么是稀薄燃燒？顧名思義，發(fā)動機混合氣中汽油含量低，汽油與空氣的比例可達1: 25以上。

大眾FSI發(fā)動機使用高壓泵使汽油通過分流軌到達電磁閥控制的高壓噴射閥。其特征是在進氣口產(chǎn)生了一個可變渦流，使進氣以最佳渦流形狀流入燃燒室，并被分層填充推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中心的火花塞周圍。如果稀燃技術(shù)的混合比達到25: 1以上，就不能按常規(guī)點火，必須采用由濃到稀的分層燃燒。通過/配比達到12: 1左右，外層逐漸變薄。濃混合氣點燃后，燃燒迅速擴散到外層。

FSI的特點是，它可以減少泵送損失，并確保低負荷低油耗，但需要添加特殊的催化轉(zhuǎn)化器，以有效凈化廢氣。

“奧迪R8（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）采用V8 FSI發(fā)動機”

有些人可能會混淆TSI和FSI的定義。其實這兩種引擎形式很容易區(qū)分。TSI的特點是雙增壓，字母TSI是Turbo-charging、Super-charging和Injection三個關(guān)鍵特性的首字母縮寫。國內(nèi)大部分媒體也稱之為“雙增壓技術(shù)”。

此外，還推出了一款全新的TFSI發(fā)動機，可以說是FSI發(fā)動機和TSI發(fā)動機的結(jié)合。它的T，和TSI中的T一樣，意味著采用渦輪技術(shù)，其中S和FSI的S一樣，意味著“分級”，而不是TSI意味著增壓。TFSI發(fā)動機兼有渦輪和分層燃燒，可以說是結(jié)合了FSI發(fā)動機和TSI發(fā)動機的優(yōu)點。

“兩種不同的TSI標(biāo)志”

或許，細心的讀者可能已經(jīng)注意到，邁騰（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）2.0TSI和進口EOS 2.0 TSI的尾部TSI標(biāo)識不同，分別是TSI和TSI。經(jīng)大眾廠商工作人員驗證，這一顏色變化代表了兩款發(fā)動機在不同地方所做的一些調(diào)整，可能是ECU、動力輸出等部分的技術(shù)更新變化。

●FSI分層噴油的工作原理

如上所述，稀薄燃燒的目的是為了省油，而省油會很簡單，就是省油！但在保證動力性能不受到較大影響的前提下，實現(xiàn)燃燒效率的優(yōu)化，合適到什么程度呢？我們知道燃油和空氣體的混合比是14.7: 1。當(dāng)混合氣體的濃度比超過理論空自然比時，我們假設(shè)它達到25: 1。此時油的濃度很低，會很難點燃。僅僅增加點火能量是不夠的。

〔FSI發(fā)動機運行示意圖〕

此時，如果火花塞附近的燃油濃度較高，并且可以達到理論空燃油比的燃油濃度，那么這種稠密的混合氣很容易被點燃。用這種濃混合氣顯然很容易點燃其他混合氣，這就是分層燃燒。如果采用分層燃燒，可以在很低的燃油濃度下實現(xiàn)發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)。從以上分析可以看出，分層燃燒的前提是缸內(nèi)混合氣不均勻，理論上空燃燒比僅在火花塞附近區(qū)域達到或超過。

“氣缸進氣過程”

“氣缸排氣過程”

這可能有點難以理解，所以我們打個比方。如果一個玻璃杯裝滿了水，假設(shè)玻璃杯是一個圓柱體，那么水就是被吸空的氣體。如果此時有幾滴墨水滴入水中，我們可以清楚地看到，在墨水被水稀釋之前，玻璃口的水已經(jīng)慢慢變色，但玻璃底部仍然不受影響，仍然清澈。發(fā)動機的分層燃燒實際上與此非常相似。杯子里的清水是進氣沖程吸入的新鮮空氣空，墨水是燃料。

如果是缸外噴射的發(fā)動機，燃油噴進進氣歧管，我們來看看會發(fā)生什么。我們知道燃油噴射和進氣是在同一個進氣沖程中完成的。當(dāng)進氣門打開且活塞向下移動時，氣缸內(nèi)將形成很大的負壓。此時油氣混合物吸入后，氣缸內(nèi)會形成大量渦流。這些渦流會使燃料和空氣體充分混合，也就是說進入氣缸的混合氣已經(jīng)充分混合，點燃這種充分混合的稀薄混合氣會非常困難，因為它們無法實現(xiàn)分層。繼續(xù)用上面的類比，意思是我們已經(jīng)把墨水滴到自來水管里了，這樣杯子接收到的水已經(jīng)被均勻地染色了。因此，我們現(xiàn)在知道分層燃燒只能通過缸內(nèi)噴射來實現(xiàn)。

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