fsi FSI工艺

在传统内燃机车市场，面向国内消费者，BBA、田亮等脱口而出。在这些合资品牌中，其实有一项技术很早就开始使用，后来慢慢被自主品牌吸收、消化、应用，那就是“直喷分层燃烧”。

本文以一汽奥迪为例，简单谈谈FSI。

在早期的国内市场，奥迪全系车型都搭载了FSI技术。

FSI是一种分层燃油喷射技术，是汽油机的关键技术之一。分层燃油喷射技术是电喷发动机通过电子芯片精确计算分析，控制喷射到气缸内进行燃烧的喷射量，从而提高发动机的燃油混合比，提高发动机效率的技术。与将燃油喷射到进气歧管的传统发动机相比，FSI发动机的主要优势在于：具有良好的动力响应，同时增加了功率和扭矩，油耗更低。

金融服务理念

分层燃油喷射技术是电喷发动机通过电子芯片精确计算分析，控制喷入气缸内进行燃烧的喷射量，从而提高发动机内燃油的混合比，提高发动机效率的技术。与将燃油喷射到进气歧管的传统发动机相比，FSI发动机的主要优势在于：具有良好的动力响应，同时增加了功率和扭矩，油耗更低。

FSI差异

在传统的汽油发动机中，ECU通过采集曲轴信号盘、凸轮轴位置和发动机相关数据，控制喷油器将汽油喷入进气歧管。汽油在歧管中开始混合，然后进入气缸燃烧。空气与汽油的最佳混合比为14.7比1（又称理论空燃比）。由于汽油和空气在进气歧管中混合，传统发动机必须达到理论空燃比才能获得更好的动力性和经济性。但由于喷油器与燃烧室之间的距离，汽油与空气的混合受进气流量和气门开闭的影响很大。微小的汽油颗粒会吸附在管壁上，因此很难达到理论空燃比。这是传统发动机难以解决的技术难题。

这个问题可以通过将燃油直接喷入气缸来解决。直喷式汽油机采用与柴油机相似的供油技术。高压油泵提供所需的100巴以上的压力，将汽油供给位于气缸内的电磁喷油器。然后在最合适的时间通过计算机控制的喷射器将燃料直接喷射到燃烧室中。通过设计燃烧室的内部形状，使混合气体产生强烈的涡流，使空气与汽油充分混合。那么火花塞周围的区域可以有更浓的混合气，而周围其他区域有更稀的混合气，保证在顺利点火的情况下尽可能稀薄地燃烧。

实际效果

FSI发动机的效果从奥迪公布的发动机指标就可以看出。以3.2升FSI和4.2升FSI为例，对比车型为之前的3.0升和4.2升汽油机。动力方面，3.2升FSI发动机拥有257马力，比原款的218马力提升了39马力，4.2升FSI发动机的350马力比原车型的235马力提升了115马力。原始模型。在最大扭矩方面，3.2 升FSI 为330 Nm，而原始模型为290 Nm，而4.2 升FSI 为440 Nm，而原始模型为420 Nm。

详细技术讲解

理论上，FSI发动机至少有：分层燃烧和均质燃烧两种燃烧方式。有人将均质燃烧方式细分为均质稀薄燃烧方式和均质燃烧方式。从以FSI为代表的Fuel Stratified Injection的含义来看，分层燃烧应该是FSI发动机的本质和特点，但也可以理解为其研发的出发点和基础。

分层燃烧

分层燃烧的优点是热效率高，节流损失小，能将有限的燃料尽可能多地转化为工作能。分层燃烧模式下，节气门不全开，保证了进气管内一定的真空度（可控制废气再循环和碳罐）。此时发动机的扭矩取决于喷油量，与进气量和点火提前角关系不大。

在分层燃烧模式下，进气过程中节气门开度比较大，减少了一些节流损失。进气过程的关键是在进气歧管中安装一个复制品，复制品向上开口（原理和性质，实际型号可能不同）密封下方的进气歧管，使进气加速通过并与形活塞顶配合形成进气涡流。

分层燃烧时，喷油正时为上止点前60-45，喷油正时对混合气的形成影响很大。燃料被喷射到活塞顶部的凹陷处，喷射的燃料与涡流进气结合形成混合物。混合形成发生在40 至50 的曲柄转角范围内。如果小于这个范围，则混合物不能被点燃；如果它更大，它就会变得均匀。分层燃烧的空燃比一般在1.6-3之间。

点火时，只有火花塞周围混合的气体被点燃。此时周围的新鲜空气和废气再循环形成良好的隔热保护，减少了气缸臂的散热，提高了热效率。点火正时的控制也很重要，它只是在压缩过程中处于一个很窄的范围内。

均质稀薄燃烧

均匀的稀薄燃烧模式需要很长时间才能形成并且燃烧均匀。通过精确控制燃油喷射，可以实现较低的混合浓度。均质稀薄燃烧具有较宽的点火时间范围和良好的燃油经济性。

均质稀薄燃烧的进气过程与分层燃烧相同，油气混合时间延长，形成均质混合气。燃烧发生在整个燃烧室，对点火正时的要求没有分层燃烧那么严格。对于均质和稀薄燃烧，空燃比大于1。

均匀燃烧

均匀燃烧可充分发挥动力响应好、扭矩大、功率大的特点。节气门位置由均质燃烧进气时的油门踏板决定，气门在进气歧管中的位置因情况而异。中等负荷时，翻板仍处于关闭状态，有利于形成较强的进气旋流，有利于混合气体的形成和雾化。当车速高、负荷大时，风门打开，增加进气量，让更多的空气参与燃烧。均质燃烧的喷射和混合气形成与燃烧和均质稀薄燃烧基本相同。在均质燃烧的情况下，燃烧比小于或等于1。

总结

以上三种燃烧状态是FSI发动机特有的燃烧控制方式，但其中一些仍保持着理论上的优势。目前奥迪在全球范围内发布的FSI发动机均采用均质燃烧方式。这并不意味着分层燃烧不可能，但实施分层燃烧的成本或时机还不成熟。主表现在分层燃烧中使用稀混合气，使缸内温度升高，氮氧化物等有害排放增加。对于稀混合气，普通的三元催化器很难将NOx转化为清洁的，所以需要额外的催化器来降低NOx，这无疑增加了空的负担和成本。另外，目前含硫量高的汽油对这种催化转化器的危害很大，所以还有改造炼油设备和提高燃油质量的成本。

没有分层燃烧，FSI发动机原有的优势会消失吗？答案是否定的，即使不采用分层燃烧，FSI发动机也具有提高压缩比、减少燃烧残油的特点。FSI发动机采用缸内直喷，汽油在缸内蒸发产生内冷效应，降低爆震的可能性，适当提高压缩比。进气涡流和气门正时的结合可以使未燃残油得到很好的再利用。这样FSI发动机在提高动力和降低油耗方面还是可以大有作为的。

技术发展

FSI革新了发动机的喷射方式。它提高了普通发动机的性能，这将使FSI更容易进一步发展。TFSI是在FSI的基础上增加涡轮增压技术；TSI技术和FSI之间没有关联。

涡轮增压

FSI(涡轮增压燃油分层喷射发动机)，比FSI多出来的T字代表涡轮增压器，发动机本身也确实是在FSI发动机的基础上增加了涡轮增压器。涡轮增压是利用发动机排出的高温高压废气带动涡轮高速旋转，进而带动进气涡轮压缩进气，从而提高空气密度。同时电脑控制增加喷油量，配合高密度进气，使发动机在排量不变的情况下提高工作效率。

因为涡轮增压器由废气驱动，所以当发动机转速低时，涡轮不工作。但此时涡轮还在旋转，只是排气压力不够，达不到增加进气压力的效果。随着转速的提高(约1500转/分以上)，排气压力逐渐升高，涡轮进入正常工作状态，达到增压的目的和效果。

但当转速接近额定转速(约5000转/分以上)时，发动机本身内部压力超过排气压力，此时涡轮也不会工作。其实发动机的一般工作范围在1500-5000以内，所以涡轮增压以其优越的经济性和动力性得到了很多用户的认可。但是，仍然存在一些缺陷。这两个区间没电怎么解决？我们可以在高转速时换一个更大的涡轮，但是低转速时功率空档位也会增加。自然而然，一台无可挑剔的发动机应运而生，TSI更巧妙的解决了所有问题，打动人心。

tonspersquareinch每平方英寸吨数

SI(涡轮增压燃油分层喷射发动机)的设计非常巧妙。事实上，它将涡轮增压器和机械增压器一起放入发动机中。TSI中的t表示Twincharger，而不是涡轮增压器。如上所述，涡轮增压发动机在低速和高速时都有一个动态空档。为了进一步提高发动机的效率，增加了机械增压装置，低速时提高进气压力。涡轮增压器的尺寸可以更大，以弥补高转速时的动力空挡位，从而实现从低到高的出色动力表现。

另外，由于废气涡轮的惯性，涡轮增压器会有发动机相应的迟滞。而增压器则是由发动机的转轴直接驱动，可以随着发动机转速的变化快速线性地改变转速。2005年，大众的1.4升直喷汽油发动机首次搭载了这一系统，最大功率达到了惊人的170马力。

需要注意的是，一汽大众和上海大众将旗下的1.4TFSI和2.0TFSI发动机分别称为1.4TSI和2.0TSI，为了避免人们对TFSI简称TSI的异议，厂家解释为:“由于我们在一贯制中一般用三个字作为发动机专用技术的称谓，这次我们将TFSI简称为TSI，其中T代表涡轮增压，SI代表直喷技术”。国产迈腾（查成交价|参配|优惠政策）、速腾（查成交价|参配|优惠政策）等车型最新的TSI发动机其实和前面说的TSI是不一样的。迈腾2.0TSI和速腾将要搭载的1.4TSI发动机实际上去掉了增压和燃油分层的技术。当然，这也是出于国产化后油品和成本的考虑。

最后，由于国内的排量税和电气化的发展，国内市场的2.5V6奥迪已经停产(停售)，这对于喜欢V6自吸的国内朋友来说，可不是什么好消息。未来国内市场体验V6自吸顺畅的机会会越来越少。

好了，这次到此为止。我是一名66岁的科学家。再说说科技吧。

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