汽车发动机新技术

FSI发动机是“缸内直喷发动机”和“直喷汽油发动机”。

它最大程度的优化了进气的混合效率,让高效节油和高动力输出不再矛盾。奥迪FSI提高了火花塞点火发动机的扭矩和输出,同时经济性提高了15%,为降低排放奠定了基础。与传统的点燃式发动机相比,FSI可以不用节气门直接将燃油喷入燃烧室,减少了发动机的热量损失,从而提高输出功率,降低油耗。

具体来说:

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。

在传统汽油机中,发动机的凸轮位置和各种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。

FSI技术采用两种不同的喷油模式:分层喷油模式和均匀喷油模式。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。

就技术而言,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。

CBR技术(可控燃烧率):能增强涡流强度,使燃油混合更均匀,动力经济性更好,怠速低负荷排放更清洁。DGI(汽油直喷)技术:将喷油器安装在燃烧室中,喷射高压燃油,与通过进气门进入燃烧室的清洁空气混合,点燃做功。具有充气效率高、电控、配油精确的优点,提高发动机的压缩比和热效率,从而获得更高的动力、更经济的油耗和更清洁的排放。Tci(带中冷器废气涡轮增压中冷器的涡轮增压器)技术:发动机排出的高速废气带动带VNT的涡轮增压器的主动叶轮旋转,主叶轮带动从动叶轮旋转,从动叶轮在旋转过程中增加来自空气滤清器的空气的动能和压力,并通过中冷器冷却增压后的洁净空气,从而增加气缸的进气量,进一步提高发动机的有效功率。VVT(Variable Value Time可变气门正时)技术:发动机高速运转时,需要较大的气门重叠角来达到充分充气的目的。发动机怠速时,气门重叠角应相应减小,以达到降低排放的目的。传统的固定相位角凸轮轴由于相位角已经固定,无法满足这一要求。VVT技术可以通过螺旋槽VVT-i控制器调节凸轮轴来调节气门开启和关闭,以满足不同工况的要求,达到增加动力、降低油耗、改善排放的目的。奇瑞(参数配置图库)系列发动机不仅在进气门调节上采用了这项技术,在排气门控制上也采用了这项技术,称为VVT2(可变进排气门正时)技术。EGR(废气再循环(EGR)技术:来自排气歧管的部分燃烧废气被送到进气歧管,经EGR冷却器冷却后,再送到进气歧管,与TCI系统输送来的新鲜空气形成混合气。由于废气的存在,混合气体的氧含量小于空气。燃烧时,由于氧含量的减少,缸内最高燃烧温度也降低,因此抑制了氮氧化合物的产生。同时改善燃烧过程,使燃烧能以更稳定的方式进行,CO和PM有更多的机会被充分氧化,从而减少CO和PM的生成,抑制碳烟的生成。CR(共轨式高压共轨):* * *共轨式燃油喷射系统主要由高压燃油供给系统、高压共轨、每缸一个喷油器、高压油泵和电子控制单元(ECU)组成,高压油泵和燃油输送泵集成为一体,节省空间。高压油泵能提供1600bar以上压力的燃油,高压燃油先进入燃油轨。其实,油轨就是蓄压器,有一定的容积,能承受很高的压力。来自高压油泵的燃油压力是脉动的,通过油轨的缓冲作用可以使油轨压力保持在1600bar,然后通过高压油管分配给四个喷油器。为了使发动机工作更加稳定,整个燃油喷射系统采用了预喷射、主喷射和后喷射的工作模式,实现了燃烧时燃油的二次喷射,降低了缸内燃烧气体的温度,从而有效减少了氮氧化合物的产生,同时发动机工作更加稳定,噪声也得到了有效控制。DMF(双质量飞轮):双质量飞轮可以隔离动力从曲轴传递到变速箱时的振动和噪音;提高换挡和驾驶的舒适性;降低曲轴的扭转和弯曲载荷;由于更多地利用了发动机的经济面积,降低了油耗,在发动机过载时,传动链部件也能得到保护;TVD(扭振减振器):水泵和空调压缩机由发动机曲轴驱动。汽油机的TCI技术在获得高功率和扭矩的同时,也对曲轴提出了苛刻的要求。TVD技术将曲轴结构分为内、中、外三层。内外层都是金属结构,中间层是有一定弹性的橡胶圈。经过特殊工艺,三层合二为一,通过调整橡胶的成分可以改变固有频率,从而降低附件系统对曲轴的扭振影响,保证曲轴的使用寿命。