fsi FSI工藝

在傳統內燃機車市場，面向國內消費者，BBA、田亮等脫口而出。在這些合資品牌中，其實有一項技術很早就開始使用，后來慢慢被自主品牌吸收、消化、應用，那就是“直噴分層燃燒”。

本文以一汽奧迪為例，簡單談談FSI。

在早期的國內市場，奧迪全系車型都搭載了FSI技術。

FSI是一種分層燃油噴射技術，是汽油機的關鍵技術之一。分層燃油噴射技術是電噴發動機通過電子芯片精確計算分析，控制噴射到氣缸內進行燃燒的噴射量，從而提高發動機的燃油混合比，提高發動機效率的技術。與將燃油噴射到進氣歧管的傳統發動機相比，FSI發動機的主要優勢在于：具有良好的動力響應，同時增加了功率和扭矩，油耗更低。

金融服務理念

分層燃油噴射技術是電噴發動機通過電子芯片精確計算分析，控制噴入氣缸內進行燃燒的噴射量，從而提高發動機內燃油的混合比，提高發動機效率的技術。與將燃油噴射到進氣歧管的傳統發動機相比，FSI發動機的主要優勢在于：具有良好的動力響應，同時增加了功率和扭矩，油耗更低。

FSI差異

在傳統的汽油發動機中，ECU通過采集曲軸信號盤、凸輪軸位置和發動機相關數據，控制噴油器將汽油噴入進氣歧管。汽油在歧管中開始混合，然后進入氣缸燃燒。空氣與汽油的最佳混合比為14.7比1（又稱理論空燃比）。由于汽油和空氣在進氣歧管中混合，傳統發動機必須達到理論空燃比才能獲得更好的動力性和經濟性。但由于噴油器與燃燒室之間的距離，汽油與空氣的混合受進氣流量和氣門開閉的影響很大。微小的汽油顆粒會吸附在管壁上，因此很難達到理論空燃比。這是傳統發動機難以解決的技術難題。

這個問題可以通過將燃油直接噴入氣缸來解決。直噴式汽油機采用與柴油機相似的供油技術。高壓油泵提供所需的100巴以上的壓力，將汽油供給位于氣缸內的電磁噴油器。然后在最合適的時間通過計算機控制的噴射器將燃料直接噴射到燃燒室中。通過設計燃燒室的內部形狀，使混合氣體產生強烈的渦流，使空氣與汽油充分混合。那么火花塞周圍的區域可以有更濃的混合氣，而周圍其他區域有更稀的混合氣，保證在順利點火的情況下盡可能稀薄地燃燒。

實際效果

FSI發動機的效果從奧迪公布的發動機指標就可以看出。以3.2升FSI和4.2升FSI為例，對比車型為之前的3.0升和4.2升汽油機。動力方面，3.2升FSI發動機擁有257馬力，比原款的218馬力提升了39馬力，4.2升FSI發動機的350馬力比原車型的235馬力提升了115馬力。原始模型。在最大扭矩方面，3.2 升FSI 為330 Nm，而原始模型為290 Nm，而4.2 升FSI 為440 Nm，而原始模型為420 Nm。

詳細技術講解

理論上，FSI發動機至少有：分層燃燒和均質燃燒兩種燃燒方式。有人將均質燃燒方式細分為均質稀薄燃燒方式和均質燃燒方式。從以FSI為代表的Fuel Stratified Injection的含義來看，分層燃燒應該是FSI發動機的本質和特點，但也可以理解為其研發的出發點和基礎。

分層燃燒

分層燃燒的優點是熱效率高，節流損失小，能將有限的燃料盡可能多地轉化為工作能。分層燃燒模式下，節氣門不全開，保證了進氣管內一定的真空度（可控制廢氣再循環和碳罐）。此時發動機的扭矩取決于噴油量，與進氣量和點火提前角關系不大。

在分層燃燒模式下，進氣過程中節氣門開度比較大，減少了一些節流損失。進氣過程的關鍵是在進氣歧管中安裝一個復制品，復制品向上開口（原理和性質，實際型號可能不同）密封下方的進氣歧管，使進氣加速通過并與形活塞頂配合形成進氣渦流。

分層燃燒時，噴油正時為上止點前60-45，噴油正時對混合氣的形成影響很大。燃料被噴射到活塞頂部的凹陷處，噴射的燃料與渦流進氣結合形成混合物。混合形成發生在40 至50 的曲柄轉角范圍內。如果小于這個范圍，則混合物不能被點燃；如果它更大，它就會變得均勻。分層燃燒的空燃比一般在1.6-3之間。

點火時，只有火花塞周圍混合的氣體被點燃。此時周圍的新鮮空氣和廢氣再循環形成良好的隔熱保護，減少了氣缸臂的散熱，提高了熱效率。點火正時的控制也很重要，它只是在壓縮過程中處于一個很窄的范圍內。

均質稀薄燃燒

均勻的稀薄燃燒模式需要很長時間才能形成并且燃燒均勻。通過精確控制燃油噴射，可以實現較低的混合濃度。均質稀薄燃燒具有較寬的點火時間范圍和良好的燃油經濟性。

均質稀薄燃燒的進氣過程與分層燃燒相同，油氣混合時間延長，形成均質混合氣。燃燒發生在整個燃燒室，對點火正時的要求沒有分層燃燒那么嚴格。對于均質和稀薄燃燒，空燃比大于1。

均勻燃燒

均勻燃燒可充分發揮動力響應好、扭矩大、功率大的特點。節氣門位置由均質燃燒進氣時的油門踏板決定，氣門在進氣歧管中的位置因情況而異。中等負荷時，翻板仍處于關閉狀態，有利于形成較強的進氣旋流，有利于混合氣體的形成和霧化。當車速高、負荷大時，風門打開，增加進氣量，讓更多的空氣參與燃燒。均質燃燒的噴射和混合氣形成與燃燒和均質稀薄燃燒基本相同。在均質燃燒的情況下，燃燒比小于或等于1。

總結

以上三種燃燒狀態是FSI發動機特有的燃燒控制方式，但其中一些仍保持著理論上的優勢。目前奧迪在全球范圍內發布的FSI發動機均采用均質燃燒方式。這并不意味著分層燃燒不可能，但實施分層燃燒的成本或時機還不成熟。主表現在分層燃燒中使用稀混合氣，使缸內溫度升高，氮氧化物等有害排放增加。對于稀混合氣，普通的三元催化器很難將NOx轉化為清潔的，所以需要額外的催化器來降低NOx，這無疑增加了空的負擔和成本。另外，目前含硫量高的汽油對這種催化轉化器的危害很大，所以還有改造煉油設備和提高燃油質量的成本。

沒有分層燃燒，FSI發動機原有的優勢會消失嗎？答案是否定的，即使不采用分層燃燒，FSI發動機也具有提高壓縮比、減少燃燒殘油的特點。FSI發動機采用缸內直噴，汽油在缸內蒸發產生內冷效應，降低爆震的可能性，適當提高壓縮比。進氣渦流和氣門正時的結合可以使未燃殘油得到很好的再利用。這樣FSI發動機在提高動力和降低油耗方面還是可以大有作為的。

技術發展

FSI革新了發動機的噴射方式。它提高了普通發動機的性能，這將使FSI更容易進一步發展。TFSI是在FSI的基礎上增加渦輪增壓技術；TSI技術和FSI之間沒有關聯。

渦輪增壓

FSI(渦輪增壓燃油分層噴射發動機)，比FSI多出來的T字代表渦輪增壓器，發動機本身也確實是在FSI發動機的基礎上增加了渦輪增壓器。渦輪增壓是利用發動機排出的高溫高壓廢氣帶動渦輪高速旋轉，進而帶動進氣渦輪壓縮進氣，從而提高空氣密度。同時電腦控制增加噴油量，配合高密度進氣，使發動機在排量不變的情況下提高工作效率。

因為渦輪增壓器由廢氣驅動，所以當發動機轉速低時，渦輪不工作。但此時渦輪還在旋轉，只是排氣壓力不夠，達不到增加進氣壓力的效果。隨著轉速的提高(約1500轉/分以上)，排氣壓力逐漸升高，渦輪進入正常工作狀態，達到增壓的目的和效果。

但當轉速接近額定轉速(約5000轉/分以上)時，發動機本身內部壓力超過排氣壓力，此時渦輪也不會工作。其實發動機的一般工作范圍在1500-5000以內，所以渦輪增壓以其優越的經濟性和動力性得到了很多用戶的認可。但是，仍然存在一些缺陷。這兩個區間沒電怎么解決？我們可以在高轉速時換一個更大的渦輪，但是低轉速時功率空檔位也會增加。自然而然，一臺無可挑剔的發動機應運而生，TSI更巧妙的解決了所有問題，打動人心。

tonspersquareinch每平方英寸噸數

SI(渦輪增壓燃油分層噴射發動機)的設計非常巧妙。事實上，它將渦輪增壓器和機械增壓器一起放入發動機中。TSI中的t表示Twincharger，而不是渦輪增壓器。如上所述，渦輪增壓發動機在低速和高速時都有一個動態空檔。為了進一步提高發動機的效率，增加了機械增壓裝置，低速時提高進氣壓力。渦輪增壓器的尺寸可以更大，以彌補高轉速時的動力空擋位，從而實現從低到高的出色動力表現。

另外，由于廢氣渦輪的慣性，渦輪增壓器會有發動機相應的遲滯。而增壓器則是由發動機的轉軸直接驅動，可以隨著發動機轉速的變化快速線性地改變轉速。2005年，大眾的1.4升直噴汽油發動機首次搭載了這一系統，最大功率達到了驚人的170馬力。

需要注意的是，一汽大眾和上海大眾將旗下的1.4TFSI和2.0TFSI發動機分別稱為1.4TSI和2.0TSI，為了避免人們對TFSI簡稱TSI的異議，廠家解釋為:“由于我們在一貫制中一般用三個字作為發動機專用技術的稱謂，這次我們將TFSI簡稱為TSI，其中T代表渦輪增壓，SI代表直噴技術”。國產邁騰（查成交價|參配|優惠政策）、速騰（查成交價|參配|優惠政策）等車型最新的TSI發動機其實和前面說的TSI是不一樣的。邁騰2.0TSI和速騰將要搭載的1.4TSI發動機實際上去掉了增壓和燃油分層的技術。當然，這也是出于國產化后油品和成本的考慮。

最后，由于國內的排量稅和電氣化的發展，國內市場的2.5V6奧迪已經停產(停售)，這對于喜歡V6自吸的國內朋友來說，可不是什么好消息。未來國內市場體驗V6自吸順暢的機會會越來越少。

好了，這次到此為止。我是一名66歲的科學家。再說說科技吧。

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