FSI是什么意思?

特别是FSI

FSI是燃油分层喷射的简称,中文意思是燃油分层喷射技术,代表了未来发动机的一个发展方向。分层燃油喷射技术是发动机稀燃技术之一。什么是稀薄燃烧?顾名思义,发动机混合气中汽油含量低,汽油与空气的比例可达1: 25以上。大众FSI发动机使用高压泵使汽油通过分流轨到达电磁控制的高压喷射阀。其特点是在进气道内产生了可变涡流,使进气气流形成最佳涡流形状进入燃烧室,并通过分层填充推动,使混合气集中在位于燃烧室中心的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25: 1以上,就不能按常规点火,必须采用由浓到稀的分层燃烧方式。通过空气在缸内的运动,在火花塞周围形成易于点燃的稠密混合气,混合比达到12: 1左右,外层逐渐变薄。浓混合气被点燃后,燃烧迅速向外层蔓延。

编辑这台传统的汽油发动机。

发动机的凸轮位置、曲轴位置及相关工况由计算机采集,控制喷油器向进气歧管喷射汽油。汽油开始在歧管混合,然后进入气缸燃烧。空气与汽油的最佳混合比是14.7/1(也叫理论空燃比)。由于汽油和空气在进气歧管混合,传统发动机只能均匀混合在一起,所以必须达到理论空燃比才能获得更好的动力性和经济性。但由于喷嘴离燃烧室较远,汽油和空气的混合受进气气流和气门开关的影响较大,而且是轻微的。为了解决这个问题,燃油必须直接喷入气缸,这就是奥迪的FSI燃油直喷发动机所能做到的。直喷汽油机采用与柴油机类似的供油技术,通过活塞泵提供所需的100bar以上的压力,向位于缸内的电磁喷油器供应汽油。然后通过计算机控制的喷油器在最合适的时间将燃油直接喷入燃烧室。通过设计燃烧室的内部形状,混合气体可以产生强烈的涡流,使空气和汽油充分混合。然后,火花塞周围的区域可以是混合气较浓的区域,周围的其他区域可以是混合气较稀的区域,这就保证了在顺利点火的情况下,尽可能地实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的本质。

编辑本段FSI技术采用两种不同的喷油模式。

分层注油和均匀注油方式。当发动机低速或中速运转时,采用分层燃油喷射模式。此时节气门处于半开状态,空气从进气管进入气缸,与活塞顶部碰撞。因为活塞顶部做成了特殊的形状,所以在火花塞附近形成了预期的涡流。当压缩过程接近尾声时,少量燃油由喷油器喷出,形成可燃气体。这种分层喷油方式可以充分提高发动机的经济性,因为在低转速、轻负荷时,火花塞周围只需要形成空气含量高的混合气,FSI使其非常接近理想状态。当节气门全开,发动机高速运转时,大量空气高速进入气缸,形成强烈涡流,与汽油均匀混合。从而促进燃料的充分燃烧,提高发动机的功率输出。电脑根据发动机的工况不断改变喷油方式,始终保持最合适的供油方式。燃料的充分利用不仅提高了燃料利用效率和发动机的输出功率,还改善了排放。既然FSI直喷发动机有这么多的技术优势,相应的对发动机硬件或油品的要求也必然很高。首先,它的喷油器安装在燃烧室上,汽油直接喷入气缸。油路必须具有比气缸更高的压力,以有效地将汽油喷射到气缸中。燃油管路中的压力增加后,管路各连接处的密封强度也会增加。这样就对喷油器的设计和制造工艺提出了更高的要求。而且由于喷油器是直接安装在燃烧室中的,所以必须具有耐高温的能力。其次,FSI直喷发动机的压缩比非常高,达到了惊人的11.5。这种情况下,对油标和质量的要求非常严格。就我国目前的情况来看,使用98号高清洁度汽油是必要的。

编辑此段落。技术上来说,

FSI缸内直喷发动机非常适合当前油价容易上涨的市场需求。作为奥迪与竞争对手竞争的一张王牌,这款发动机有着自身强大的生命力,必然引领发动机的发展趋势。

编辑这一段FSI的特色是

可以降低泵气损失,保证低负荷低油耗,但需要增加专门的催化转化器对尾气进行有效的净化和处理。下面详细阐述:FSI发动机基本上可以根据发动机负荷情况自动选择两种工作模式。低负荷时是分层稀燃,高负荷时是均质理论空燃比(14.6-14.7)燃烧。在这两种操作模式中,燃料的喷射时间不同,并且由真空致动的开关阀被打开/关闭。在高负荷下的均匀理论空燃比燃烧中,燃料在进气冲程中喷射。理论空燃比的均质混合气容易燃烧,不需要依靠涡流作用。因此,由于进气阻力减小,开关阀打开。在满负荷之外,进行废气再循环以限制泵气损失,由于直喷,压缩比提高到12.1,即使在均质理论空燃比混合气燃烧下,仍然可以降低油耗。此外,在FSI发动机中,在低负荷和高负荷之间,均质稀燃被设定为第三运行模式,其中燃料在进气冲程中被喷射,并且开关阀由于加速稀混合气燃烧的纵向涡流而关闭。此时,阻碍燃烧的废气再循环(EGR)会暂时中止。与均质理论空燃比燃烧不同,进气量超过喷油量。

编辑此段落摘要

如上所述,根据FSI发动机的运行状态,在分层稀薄燃烧到均匀理论空燃比燃烧期间,空燃比连续变化。因此,三元催化转化器不能净化废气中的氮氧化合物。这是因为三元催化转化器使用废气中的HC或CO来还原氮氧化合物。在稀薄燃烧中,大量氧气残留在废气中,并且不能进行氮氧化合物还原反应。为了使氮氧化合物储存催化剂具有高效率,其温度必须保持在250-500℃范围内。当温度超过这个范围时,发动机会自动切换到均质理论空燃比燃烧,废气经过三元催化转化器处理。但这与燃油经济性下降有关,需要增加尾气冷却装置。使用这种冷却装置,通过氮氧化合物存储催化转化来冷却废气,并且由于稀薄燃烧的大范围,延长了催化转化器的寿命。但是,氮氧化合物储存式催化转化器会因硫腐蚀而中毒,因此必须将汽油中的硫含量降低到最低。但是,如前所述,低硫含量的汽油并不是到处都有。大众采取的措施是将催化剂的反应温度提高到650以上,使附着在催化剂上的硫通过燃烧消除。高速行驶时,催化剂温度可以维持在这么高的水平,但在城市行驶时,催化剂温度下降,附着在催化剂上的硫无法燃烧。因此,通过氮氧化合物传感器监测硫附着到催化剂上的程度,并且根据监测情况升高废气的温度。作为一种措施,点火正时通常被延迟。虽然这将导致燃油经济性的恶化,但为了净化和治疗氮氧化合物,这是最后的手段。