都说大众汽车FSI汽油直喷技术好，可到底比多点电喷技术好在哪里呢？
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发布时间：2022-05-14 05:42
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时间：2023-10-05 01:59
在低负荷时（分层稀薄燃烧），油门为半开状态，燃油系统在发动机压缩冲程喷注燃油，特别的活塞顶设计使吸入的空气和喷入的燃油形成滚流，仅在火花塞周围形成达到理论空燃比的足以燃烧的空燃混合气，来引燃整个燃烧室内的混合气；而在燃烧室的其他地方则为富含空气的高空燃比混合气，所以形成稀薄燃烧
FSI技术与普通发机供油最大的不同是：一个做功循环内，两次供油。第一次喷油在吸气冲程开始喷入部分的油，让汽油跟空气充分混合，另一次是在压缩冲程的末尾活塞接近上止点时再喷入部份汽油，让火花塞周围形成较浓混合气，利于点火。而活塞顶部的凹陷，则让进气在整个时间内一直成为强烈的涡流，利于混合气的充分混合及气化。
众汽车FSI涡轮增压发动机，拥有同类直喷发动机燃油直接喷射的共同特征，还拥有涡轮增压器创造的强大动力。动力提升非常明显，突出的扭矩输出区域，卓越的响应提供给驾驶者完美的操控快感，也完全没有机械涡轮增压器动力滞后的现象。
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时间：2023-10-05 01:59
普通多点喷射发动机的喷油器是装在进气歧管上的，汽油在歧管内开始混合，然后再进入到汽缸中燃烧。而空气跟汽油的最佳混合比是14.7/1（也叫理论空燃比）。由于汽油跟空气是在进气歧管内混合，那么他们只能均匀的混合在一起，所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力性和经济性。FSI缸内直喷发动机，应用了稀薄燃烧技术，就是说它在正常工作情况下的空燃比要大于理论空燃比，混合气浓度比普通电喷发动机更低。混合气浓度降低了，那么经济性也随之提高，跑同样的路，应用稀燃技术的发动机就会更省油。当空燃比大于理论空燃比时，由于混合气浓度降低，那么汽油的发火性也会降低。通俗的说汽油就不那么容易被点燃。因为火花塞的点火能量有限。如果要在这种情况下顺利点火，就必须提高火花塞的点火能量。通常提高火花塞点火能量有两种做法：一种是使用多电极火花塞，另一种是使用双火花塞。本田飞度1.3i-DSL发动机就是使用的后者。所以他能在一定程度上实现稀燃。但如果混合气太稀，即便是双火花塞也很难让汽油发火了。要获得更好的点火和燃烧条件，就必须把燃油直接喷射到汽缸中去。通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气。这样才能在保证在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。而这种在不同区域拥有不同混合气浓度的燃烧技术叫做分层燃烧技术。FSI就是应用了分层燃烧技术的一个典范。由于活塞顶部设计了一个利于成涡流的凹坑，汽油喷射入活塞坑以后，可以向上运动到火花塞附近，在火花塞附近形成一个较浓的区域，有利于点火。当中心区域点燃以后，放出的热量要大大高于火花塞点火能量，因此就很容易引燃周边汽油浓度较小的区域实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧技术。稀薄燃烧除了可以节省燃油，还有一个显著的特点就是可以使用高压缩比。普通发动机混合气浓度较大，如果压缩比过高就容易产生自燃。由于有了稀燃技术，混合气自燃的机率减低，那么压缩比也可以随之提高了。压缩比提高以后，带来的直接好处就是让汽油的燃烧效率更高。因为在高压状态下汽油燃烧所释放的能量比在低压状态下要多。而且在高压状态下汽油燃烧也更充分，有害物质的排放也更低。
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时间：2023-10-05 02:00
这一世界领先的发动机技术自问世起就为奥迪赢得了无数荣誉。从2001年6月开始，FSI汽油直喷发动机在世界上几乎最严峻的耐久性测试中就已经展现出超常的潜力。而由FSI发动机驱动的奥迪R8在勒芒大赛中多次夺魁，在ALMS美国勒芒系列赛上更是赢得了无数个冠军，无数次登上了领奖台。
将燃油直接喷射入气缸的FSI发动机相比将燃油喷射至进气歧管的传统发动机，其优点在于：
- 动力性显著提高
- 输出更高的功率和扭矩
- 同时燃油消耗可降低15％
在设计上，FSI发动机与其他传统发动机的区别在于：与歧管喷射原理相反，FSI发动机配备了按需控制的燃油供给系统，每缸四气门，可变进气歧管以及进排气凸轮轴连续可调装置。汽油被直接喷入燃烧室，单活塞高压泵的共轨高压喷射系统负责提供精确的燃料，形成30到100巴之间的工作压力。同时，燃料室的几何设计以及毫秒级精确计算注入汽油量的功能大大提高了其压缩比，这也是高效新款发动机的必要先决条件。在进气道方面，FSI发动机采用可变进气歧管，由电子系统控制所需的空气流量，实现了无节流变质调节，提高了充气效率，从而获得更高的升功率，而发动机的动态响应也变得更为直接。
推动这种进步的主要因素是部分负荷状态下的分层进气原理。直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于气缸内的电磁喷射器。喷油嘴将喷射时间控制在千分之一秒内，将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的精髓所在。直喷发动机的另一个好处在于隔绝了已燃混合气向气缸壁和气缸盖的散热，从而降低了发动机的热损耗。
直喷式汽油发动机原理的特点是可采用两种不同的注油模式，即分层注油和均匀注油模式。在油门半开状态下，分层注油方式可充分发挥燃料的经济效益，因为这时只在火花塞周围才需要富含汽油可触发的油气混合物。而在燃烧室的其他地方只需注入含高比例空气的油气混合物。在日常驾驶条件下，直喷式汽油发动机技术的节油性能将更加显著，因为驾驶员可不断地来回更换采用分层注油和均匀注油两种模式。直喷式汽油发动机技术之所以能够实现分层注油原理，是因为它可控制燃烧室内的注油过程，并在完成触发之前直接注入燃料。这样就可大幅度减少燃烧所需的燃料—这是实现FSI发动机经济效益最重要的先决条件。
FSI发动机在提供更大的输出功率和扭矩的同时，进一步提高了发动机的燃油经济性并降低排放。与传统发动机相比，相同排量的FSI发动机燃油消耗量要显著降低，在能源日趋紧缺的今天更加凸现优势。
奥迪FSI发动机的新特点来自奥迪工程师们开发的大量关键组件,其中包括：
- 为该技术专门设计的、单活塞高压泵的共轨高压喷射系统，负责提供充足的燃料，保证系统达到所需要的压力状态
- 全新设计的每气缸配有4气门的新气缸盖，气门由凸轮滚子从动件驱动
- 可持续控制进气的燃烧进程
- 排气循环回收系统
- 改进的排气控制系统，带有NOx存储型催化式排气净化器和NOx感应器，现在低硫汽油的供应日益普及，发动机全面节油的潜力逐渐得以实现
第一台这种新一代发动机是4气缸2.0发动机，它的发动机组件以及尺寸和现在A4和A6上使用的发动机十分相似。它带有共轨喷射系统和一个单活塞高压泵。这台发动机每气缸配有4个进气阀，而非传统的5个进气阀，这一点与其它将燃油喷射到进气歧管的发动机有所不同。因为要给燃烧室内的喷嘴留出空间，这样的安排是必要的。“第一代汽油直喷汽油发动机还不能满足人们的高期望值”，雷诺发言人托马斯·梅因格勒说道。在他看来，第一代直喷发动机在减少能耗方面虽然已经卓有成效，但是同时价格也偏高。
现在整个汽车行业都将燃油的燃烧方式从增加氧气比重调整为一种更为合理均匀的燃油空气比值，在发动机研究上进行新尝试的时机似乎已经成熟。奥迪（英戈尔施塔特）工程师克里斯蒂安·埃格尔迈尔期望FSI发动机也能够在市场上大获全胜，就像16年前的TDI柴油发动机一样。在发动机高转速或低转速时，两级进气歧管会调整到自动预设的两个长度。在进气凸轮上所安装的连续调节器，会根据发动机管理系统发出的信号改变进气气门的开启时间。
在发动机排气系统安装有实现有效控制尾气排放的重要组件，即排气再循环系统。新的系统比上一代系统运行效率更高，并能将30％的排放气体再次循环至发动机的燃烧室。
发动机上还安装了两个催化式排气转化器用来控制排放：其中一个多级三向转化器位于排气岐管的排放端，也就是说离发动机很近，而另一个NOx存储型转化器则位于底盘之下。
NOx存储型转化器是为满足燃油直喷发动机而特别设计的，在其排气侧装有一个NOx感应器。传统的三向催化式转化器无法在发动机燃烧不充分阶段将氮氧化物充分分解；因此排气中的成分将含有大量有害的化学物质。含有钡金属涂层的存储型催化式转化器能够高效地完成将大量残留氮氧化物转化为无害氮气的任务。
存储型转化器由设定的运行特性和温度控制。当转化器达到饱和，发动机会在短时间内生成更浓的混合气体。这会使排气的温度升高，这时转化器涂层的钡分子便开始释放氮氧化物。氮氧化物会随之被转化为氮气。净化高浓度混合气体程序的工作频率，由发动机的运行条件所决定，不过平均运行每分钟内，会有几秒钟的时间用来净化尾气。
与传统发动机相比，降低15％的燃油消耗意味着发动机的经济性提高了15％，这是FSI的各项技术不断改进的综合成果。而在西门子公司配件商VDO（施瓦尔*）董事克劳斯·埃格尔看来，汽油直喷式发动在节省燃油方面还有更大的潜力空间，在未来有望节省燃油20%甚至更多。
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时间：2023-10-05 02:00
早期，只有柴油机采用直接喷射（TDI）的方式。在压缩冲程的末尾，气缸内的空气因为压缩而产生高温，高于柴油燃点的时候，喷入柴油，引发柴油自燃。这种情况不需要电火花来点燃，结构相对汽油机来得简单。所以，柴油机的压缩比可以做得很大，以达到引发柴油自燃的温度。但是，由于压缩比高，柴油机工作粗暴，燃油直接喷射技术不能应用于汽油机。
普通的发动机采用的是将汽油和空气混合后喷入燃烧室，汽油在进气歧管内混合，然后进入燃烧室开始燃烧。大家都知道，空气与汽油的最佳空燃比是14.7：1，为了达到良好的燃烧效果，汽油和空气的比率必须达到最佳空燃比。而FSI技术则采用了稀薄燃烧技术，就是说，不必达到最佳空燃比，也会有良好的经济性和动力性。同等条件下，FSI技术的发动机会更省油。
我们都知道，当混合气比较稀时，混合气不容易发火燃烧。要想让过稀的混合气能良好地燃烧，比如本田就采用了一缸内两个火花塞来点燃混合气。但是，如果再稀一些的话，两个火花塞也保证不了燃烧的良好。
要获得过稀混合气的良好燃烧，就需要把汽油直接喷入气缸，一来利用气缸的高温使汽油更好地雾化、气化，二来把燃烧室设计成特殊的形状，使进入的空气形成涡流，并且使火花塞周围混合气浓一些；离火花塞较远的地方则要稀一些，利于在火花塞周围混合气迅速燃烧，并且带动较远处较稀混合气的燃烧。这种燃烧就叫做 “分层燃烧”。
正是这种所谓的“分层燃烧”，使发动机拥有了良好的经济性。部分负荷时，可燃混合物只分布在火花塞周围，换句话说，空燃比是14.7：1的混合气集中在火花塞周围，在燃烧室的其他部分则是纯净的空气。混合气层的大小范围精确地反映了瞬时发动机动力的需求。在分层燃烧时，直到压缩行程时才喷射燃油，油雾直接进入燃烧室中的空气，而喷油就发生在点火前瞬间。另外，在燃烧时空气层隔绝了热，减少了热量向汽缸壁的传递，从而减少了热量损失提升了发动机热效率。而在全负荷时，燃油喷射与进气同步，燃油得到完全雾化，使混合汽均匀地充满燃烧室，自然会得到充分的燃烧，发动机将达到最大动力，也就是所谓的均匀燃烧。在均匀燃烧时有着和传统喷射发动机相同的空气与燃油混合比，即空燃比是14.7：1。而燃油的蒸发又使混合气降温，去除了爆震的产生。也就是说在均匀燃烧情况下，在获得高动力输出和扭矩值的同时付出了较低的燃油消耗。
FSI技术与普通发机供油最大的不同是：一个做功循环内，两次供油。第一次喷油在吸气冲程开始喷入部分的油，让汽油跟空气充分混合，另一次是在压缩冲程的末尾活塞接近上止点时再喷入部份汽油，让火花塞周围形成较浓混合气，利于点火。而活塞顶部的凹陷，则让进气在整个时间内一直成为强烈的涡流，利于混合气的充分混合及气化。
由于第二次注油时接近压缩冲程结束，气缸内压力很高。此时，普通的喷油压力对付不了。直喷式汽油发动机需要采用类似于直喷式涡轮柴油发动机的技术，通过一个活塞泵提供所需的100巴以上的压力，将燃料准确提供给位于汽缸内的电磁喷射器。
为了实现汽油直接喷射，喷油嘴的位置由原来的进气歧管处直接安在了燃烧室的上方，同时，高压电磁喷油嘴将燃油喷射时间要控制在几千分之一秒内。不要小瞧这一点小小的变动，这种技术在提供更大的输出功率和扭矩的同时，提高了燃油经济性并且减少了排放。而这点小小改动的同时，是对工艺和材料更高的要求。
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时间：2023-10-05 02:01
由于喷油嘴位于燃烧室内，其喷油量不再与进气流量相关，进气管中只有纯空气而已，可燃混合气体在汽缸内部形成。ECU可根据发动机工况随时调整空燃比。（FSI核心技术）
喷油嘴喷油时间不再受机械结构*，而是由ECU主动控制。（FSI核心技术）
FSI发动机每个工作循环喷射两次燃油。而它的第二次喷射，是在压缩行程终了时进行的。此时汽缸内的压力非常高，油路必须具备比缸内更高的压力才能把汽油有效的喷注到汽缸当中去。这就对整个燃油供给系统提出了更高的要求。首先要使用高压汽油泵，燃*道内的压力提高以后，管道的各个接头的密封处的强度也要随之提高，这样才能保证在正常使用时不会发生燃油泄露。这样，对喷油器的设计和制造工艺也提出了更高的要求。由于喷油器是直接安装在燃烧室上的，那么必须需要喷油器有耐高温的能力，而且供油压力提高以后对喷油嘴的精度也提出了更高的要求，因为喷油嘴要在高温高压的状态下保证良好的密封性能。
其次是燃油品质，对于FSI发动机而言，国内普通的93号汽油显然是不行的。必须使用97甚至98标号的汽油，但这些高标号的汽油在国内很难买到，多数加油站只能提供93号汽油。再者就是对油质的要求高。因为整个燃油供给的压力都提高了很多，而且喷油器工作环境恶劣，喷油嘴的加工精度高。这样就需要非常洁净的汽油，如果汽油的杂质过多，就很容易让喷油嘴过度磨损，结果就是新车买回去没开多久喷油器就开始漏油了。如果碰到大直径的杂质，那么很容易堵住油针的回位，这样也会造成漏油，这对FSI是致命的伤害。
最后是排放，根据FSI发动机运转状态，在分层稀薄燃烧到均质理论空燃比燃烧过程中，空燃比连续变化。因此，三元催化装置不能够净化排放气体中的氮氧化物（NOx）。这是因为三元催化装置要利用尾气中的碳氢化合物（HC）或一氧化碳（CO）进行NOx还原反应的缘故。在稀薄燃烧中，在排放气体中残留很多氧气，不能进行NOx还原反应。为了使NOx*型催化剂获得高效功能，其温度必须保持在250-500℃范围内。当超过这一温度范围发动机会自动转换到均质理论空燃比燃烧，并通过三元催化装置进行废气处理。然而这又与燃油经济性下降相关，为此，必须增加废气冷却装置。利用这种冷却装置，排放气体通过NOx*型催化转化而被冷却，由于稀薄燃烧的范围宽，三元催化装置的寿命也延长。然而，NOx*型催化转化器会受到硫侵蚀而中毒，所以必须把汽油中的含硫量尽量降低到最少。但是，如前所述，含硫低的汽油不是到处能供应的。德国大众汽车公司采取的措施是，把催化剂反应温度提高到650°以上，从而把附着在催化剂上的硫通过燃烧而加以消除。
