“FSI”燃油直噴技術(shù)原理探析

　　自從100多年前，汽油機(jī)被發(fā)明出來(lái)后，工程師們絞盡腦汁，想盡了各種各樣的方法，試圖提升其性能。100多年過(guò)去了，從鑄鐵到鎂鋁合金的材料科學(xué)進(jìn)步，從機(jī)械控制到電子控制的控制理論進(jìn)步，從功率需求到環(huán)保需要的意識(shí)進(jìn)步，充分展現(xiàn)了工程師們獨(dú)特的想象力和不懈追求,從燃油的計(jì)量、空氣的混合、氣門(mén)的開(kāi)閉，將活塞式汽油機(jī)的性能推至前人不敢想象的高度。

　　然而，從汽油機(jī)的發(fā)展歷史上，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上重大飛躍的歷史事件只有一個(gè)，那就是電子系統(tǒng)的引入，將以往粗糙的機(jī)械控制系統(tǒng)改由精確的電子化控制。然而，另一個(gè)里程碑式的技術(shù)正在克服重重困難，來(lái)到我們面前，那就是“FSI”燃油直噴技術(shù)。

　　單從技術(shù)出發(fā)點(diǎn)和原理上來(lái)講，這一技術(shù)顛覆了100多年來(lái)汽油機(jī)的燃油供應(yīng)方式，甚至顛覆了之前一直認(rèn)為過(guò)于稀薄的混合氣在氣缸內(nèi)不可能被點(diǎn)燃的理論。
 
　　本文力圖用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言，從原理角度去探析，為什么說(shuō)“FSI”燃油直噴技術(shù)屬于里程碑式技術(shù)。

　　首先，我們要溫故而知新，回憶一下一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供應(yīng)。如圖一。左上角綠色部分為燃油噴嘴，在進(jìn)氣門(mén)還沒(méi)有打開(kāi)的時(shí)候，就開(kāi)始往進(jìn)氣管?chē)娪�，與進(jìn)氣管里的新鮮空氣（圖中表示為藍(lán)色部分）混合，待進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)后進(jìn)入氣缸，經(jīng)過(guò)氣缸壓縮后變成成分均勻的混合氣點(diǎn)燃。

 
圖一  (資料圖片)   

　　然而，將燃油在缸外噴射，面臨著永遠(yuǎn)無(wú)法解決的兩個(gè)問(wèn)題。
 
　　第一個(gè)問(wèn)題稱(chēng)為“混合氣濃度問(wèn)題”。我們知道，純空氣或者純汽油，都是不可燃燒的，能夠在氣缸內(nèi)點(diǎn)燃的，是這兩種物質(zhì)的混合體。我們通過(guò)一般常識(shí)會(huì)想到，油太少，氣太多，肯定是點(diǎn)不著的，其實(shí)反之亦然。工程師在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得知：以質(zhì)量為計(jì)算單位，14.7份的空氣和1份的汽油，能夠充分燃燒，當(dāng)空氣大于18份或者小于9份時(shí)，不好意思，點(diǎn)不著，在這個(gè)范圍內(nèi)，混合氣濃度大，發(fā)動(dòng)機(jī)就有勁，其實(shí)當(dāng)你踩下油門(mén)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦就是在配這個(gè)空氣和油的比例。需要更省油，就要更多的空氣，更少的油，但人家就是不點(diǎn)火，你能怎么著？
 
　　第二個(gè)問(wèn)題就是“壓縮極限問(wèn)題”。我們知道，汽油隨著新鮮空氣進(jìn)入氣缸，首先是經(jīng)過(guò)活塞的壓縮才點(diǎn)燃的。如果把10份的汽油和空氣混合的氣體壓縮成1份，那么我們就把這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比稱(chēng)為10.無(wú)論是理論還是實(shí)際都證明了，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是提高效率的最有效方式。但問(wèn)題是，隨著壓縮比的提高，氣缸內(nèi)的溫度會(huì)過(guò)高，混合氣不用火花塞點(diǎn)火就會(huì)自燃。請(qǐng)網(wǎng)友想象一下，當(dāng)活塞還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)候，就有一股強(qiáng)大的力量把活塞往反方向推，這也就形成了一般所說(shuō)的爆震。隨之而來(lái)的還有一系列的排放問(wèn)題。