汽车发动机直喷技术解析

 时间:2024-10-12 21:42:03

FSI,燃飒蛏擢墟油分层直喷技术

  关键词:FSI/TSI/国产TSI/TFSI/SIDI/CGI/GDI

  FSI是Fuel Stratified I荏鱿胫协njection的词头缩写,意指燃油分层直喷技术。该技术利用一个高压泵,使汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流,使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内,以分层填充的方式推动,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25:1以上,按照常规是无法点燃的,因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气,混合比达到12:1左右,外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后,燃烧迅速波及外层。

  FSI发动机与传统发动机相比拥有更低的油耗、更好的环保和更大的输出功率和扭力。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种,可以让每一滴燃油都能更加充分的燃烧,从而节省汽车的燃油消耗量。

  TFSI——加了涡轮的FSI

  而TFSI实际上就是比FSI多了一个“T”字,这个“T”字代表的则是(Turbocharger)涡轮增压技术,即在FSI发动机上增加了一个涡轮增压机。涡轮增压是利用排气的高温高压推动废气涡轮高速转动,在带动进气涡轮压缩进气,提高空气密度,同时电脑控制增大喷油量,配合高密度的进气,因此可以在排量不变的条件下可以提高发动机的工作效率。

  简单点说就是废物再利用,将排气导入涡轮工作组,然后改变压力,形成压力差,增大发动机的工作压力。由于废气涡轮是靠排气推动的,因此在发动机转速底时(待速)不启动,只要发动机转速足够(通常在1500转以上)涡轮增压器就开始工作,在启动转速范围以上都持续工作。

  TSI——涡轮-机械增压发动机

  TSI发动机其实是属于更加先进的技术,它把一个涡轮增压器(Turbocharger)和机械增压器(Supercharger)一起装到一台发动机里面。因此,TSI是Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机械增压)和Injection(燃油直喷),Fuel Stratified Injection(分层燃烧)四个关键特色的首字母缩写,其中S代表了机械增压和分层两个意思。

  其实这种技术主要是弥补涡轮增压器的不足之处,因为安装有涡轮增压器的发动机由于废气涡轮的惯性,会有发动机响应的迟滞现象。而机械增压器则是由发动机转轴直接带动,能够随着发动机转速变化而线性地改变自己的转速。因此两种方式结合可以互为弥补。2005年,大众1.4升直喷汽油发动机首先搭载了这套系统,至今装备到大众量产乘用车的也只有这一款真正的TSI发动机。

  说到这里,就不得不提到国产的速腾和迈腾等配备TSI发动机的车型了。这些发动机虽然名字上也叫TSI,但技术上却有所差别。

  TSI国产版——实为TFSI

  最大输出功率118千瓦的迈腾1.8L EA888发动机实际上就是TFSI发动机,它里面并没有机械增压器,只是在字面上把F字省掉了。而速腾的1.4TSI跟前面的TSI发动机是同一款,不过就省掉了里面的机械增压器,最大功率只剩下96千瓦,“S”的含义也就变成了Stratified(分层)。

  国产迈腾、速腾等车型使用的TSI发动机实际上跟前面说到的TSI并不相同,而是省略了机械增压和分层燃烧的大连大众发动机厂生产的EA888型号为国人打造的发动机,最大输出功率118千瓦。而进口速腾的1.4TSI最高版所使用的发动机是具有上面讲的TSI发动机的功能,双涡轮增压+机械增压+缸内直喷+分层燃烧,最大输出功率125瓦。即将上市的国产版速腾1.4TSI,可能使用的发动机是单涡轮增压+机械增压,没有分层燃烧的直喷发动机,最大输出1.4TSI_SAGITAR功率是110KW。

  SIDI——来自通用的技术

  对于缸内分层燃烧的技术并不只有大众拥有,美国通用公司也有类似的技术,那就是安装在凯迪拉克CTS上SIDI发动机。它采用了双模的设计理念,配合D-VVT双可变气门正时技术。所谓双模就是指发动机在不同运行情况下,采用分层稀薄燃烧模式和均质燃烧模式,以达到提高发动机动力和降低油耗的目的。

  SIDI的优势在于其使用的并不是超高压缩比技术,所以对燃油辛烷值的要求并没有FSI和发动机这么高,也不会因为压缩比不够而导致发动机无法运行。

  CGI——分层汽油直喷

  顺便再提一下奔驰CGI发动机。奔驰在几年前就发布了CGI直喷汽油机产品,将直喷汽油机技术又向前推进了一步。这款发动机与大众TSI的工作原理基本相同。不同点有二:一是奔驰现有的CGI发动机上都没有采用增压技术;二是奔驰不再利用进气流作为混合气分层填充的动力,而是通过喷嘴来实现这一效果。

  尽管奔驰CGI(即:Stratified-Charged Gasoline Injection,分层汽油直喷)发动机在很多方面都有突破,但和其他直喷发动机一样,它也面临难以解决的问题,那就是因高压缩比带来的高温副作用,产生过多的氮氧化合物的排放。奔驰用了专门的氮氧化合物净化器以及传感器来净化,但该装置是比三元催化器贵得多的器件。

  采用类似直喷技术的还有三菱的GDI技术

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