《汽车新技术》课件-2.缸内汽油直喷发动机

第二讲

汽油机缸内直喷技术

在对能源和环保要求日趋严格的今天，即使是多点燃油喷射这样的技术也不能满足人们的要求了，于是更为精确的燃油喷射技术诞生，那就是缸内直喷技术。传统多点燃油喷射大众FSI发动机-FuelStratifiedInjection通用SIDI发动机-SparkIgnitionDirectInjection奔驰CGI-Stratified-ChargedGasolineInjection三菱GDI发动机-GasolineDirectInjection

宝马HPI发动机-HighPrecisionInjection

一、缸内直喷汽油机简介与传统多点燃油喷射发动机相比，FSI发动机的主要优势有：动态响应好、功率和扭矩可以同时提升、燃油消耗下降。

大众FSI发动机FSI是FuelStratifiedInjection的缩写，

中文意思是燃料分层喷射技术，

FSI代表着今后引擎的一个发展方向。

燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。二、FSI发动机的燃烧控制模式1.分层燃烧模式

进气过程中的关键是进气歧管中安置一翻板,封住下进气歧管，让进气加速通过，与活塞顶配合，形成进气涡旋。

喷油时刻开始于压缩行程上止点前约60度，结束于压缩行程上止点前约45度。50-100bar燃油喷射角度小，燃油雾气不与活塞顶部接触被点燃的混合气与气缸壁之间形成一层隔离用的空气层，起降温的作用。混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。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直喷发动机的压缩比高，在这种情况下对油的标号和油质要求就很严格。就目前中国的情况来说，必须使用98号的高清洁度汽油。奥迪Q7(进口)2010款4.2FSI手自一体豪华型

发动机压缩比

13

燃油标号

97环保标准欧IV发动机负荷较大且转速较高时，进气歧管翻板就会打开，吸入的空气经上下气道进入气缸。2.均质燃烧模式燃油喷射发生在进气行程中，缸内行成均质混合气，空燃比

14.7:1均质燃烧模式分两种状态：均质燃烧模式进气歧管翻板打开时的均匀燃烧在发动机转速高于3750转/分或发动机负荷高于40%时，进气歧管翻板是打开的，这样就可保证发动机在高转速、大负荷时获得更多的进气量，让更多的空气参与燃烧。燃油喷射发生在进气冲程中。2、进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧在发动机转速低于3750转/分或发动机负荷低于40%时，进气歧管翻板是关闭的。下部进气道被封闭，于是被吸入的空气就会通过上部进气道加速后呈紊流状流入燃烧室，利于混合气的形成与雾化。燃油喷射发生在进气冲程中。三、关于TSI、TFSI

在国外大众的1.4T发动机上以及进口发动机，TSI代表的是TwinchargerFuelStratifiedInjection这几个单词首字母的缩写，可以理解为双增压+分层燃烧+喷射的意思。国内生产的1.4T发动机则省掉了机械增压和分层燃烧，仅保留了涡轮增压和缸内直喷。大众1.8/2.0TSI中的“TSI”则代表着TurboFuelStratifiedInjection,可以理解为涡轮增压+分层燃烧+缸内直喷的意思，不过国内则省掉了分层燃烧。TSITFSI

TFSI就是带涡轮增压（T）的FSI发动机，简称TFSI，一般奥迪系列车型会这么称呼

由于国内油品的问题，国产奥迪TFSI并没有使用分层燃烧技术。FSI理论上，FSI发动机有两种燃烧模式：分层燃烧和均质燃烧。从FSI所代表的FuelStratifiedInjection含义上看，分层燃烧应该是FSI发动机的精髓与特点，不过也可以理解为它的研发起点和基础。FSI燃烧控制模式有些方面还停留在理论优势方面。现在奥迪在全球发布的FSI发动机还都采用均质燃烧模式，这不是说分层燃烧不可实现，而只是说分层燃烧实施的时机还不成熟。

答案是否定的。

即使没有应用分层燃烧，FSI发动机还有能提升压缩比，降低燃烧残油量的特点。FSI发动机采用缸内直喷，汽油在缸内蒸发产生内部冷却效果，这样就降低了爆震的可能性，可适当提升压缩比。而进气涡旋与气门正时的配合能使没燃烧的残油得到良好的再利用。这样，FSI发动机仍能在提高动力，降低油耗方面仍有较大的作为。问题：没有了分层燃烧会不会让FSI发动机的原有优势荡然无存？FSI发动机产生的效果可以从奥迪公司公布的发动机指标看出来。以3.2升FSI和4.2升FSI为例，对比的机型分别是以前的3.0升和4.2升汽油机。功率上，3.2升FSI发动