省油+高性能 大众FSI分层燃烧技术详解

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十几年前，买车的人对发动机和技术没有太多的思考，各种先进的技术只是厂商标榜自己的一种宣传手段，并不能真正打动消费者。现在，消费者越来越关注技术和技术含量。那家厂商哪种车型采用先进技术也会首次出现在媒体的头条，人们也开始用先进技术来评价一辆车的质量。在发动机技术研发方面，大众及其奥迪一直处于领先地位。这次，让我们来看看他们引以为豪的FSI分层燃油喷射技术。

● FSI燃料分层喷射概念

FSI是燃油分层喷射的缩写，意思是分层燃油喷射。分层燃油喷射技术是发动机的一种稀薄燃烧技术。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阀控制的高压喷射阀。其特征是在进气口产生了一个可变涡流，使进气以最佳涡流形状流入燃烧室，并被分层填充推动，使混合气体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。通过/配比达到12: 1左右，外层逐渐变薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速扩散到外层。

FSI的特点是，它可以减少泵送损失，并确保低负荷低油耗，但需要添加特殊的催化转化器，以有效净化废气。

“奥迪R8（查成交价|参配|优惠政策）采用V8 FSI发动机”

有些人可能会混淆TSI和FSI的定义。其实这两种引擎形式很容易区分。TSI的特点是双增压，字母TSI是Turbo-charging、Super-charging和Injection三个关键特性的首字母缩写。国内大部分媒体也称之为“双增压技术”。

此外，还推出了一款全新的TFSI发动机，可以说是FSI发动机和TSI发动机的结合。它的T，和TSI中的T一样，意味着采用涡轮技术，其中S和FSI的S一样，意味着“分级”，而不是TSI意味着增压。TFSI发动机兼有涡轮和分层燃烧，可以说是结合了FSI发动机和TSI发动机的优点。

“两种不同的TSI标志”

或许，细心的读者可能已经注意到，迈腾（查成交价|参配|优惠政策）2.0TSI和进口EOS 2.0 TSI的尾部TSI标识不同，分别是TSI和TSI。经大众厂商工作人员验证，这一颜色变化代表了两款发动机在不同地方所做的一些调整，可能是ECU、动力输出等部分的技术更新变化。

●FSI分层喷油的工作原理

如上所述，稀薄燃烧的目的是为了省油，而省油会很简单，就是省油！但在保证动力性能不受到较大影响的前提下，实现燃烧效率的优化，合适到什么程度呢？我们知道燃油和空气体的混合比是14.7: 1。当混合气体的浓度比超过理论空自然比时，我们假设它达到25: 1。此时油的浓度很低，会很难点燃。仅仅增加点火能量是不够的。

〔FSI发动机运行示意图〕

此时，如果火花塞附近的燃油浓度较高，并且可以达到理论空燃油比的燃油浓度，那么这种稠密的混合气很容易被点燃。用这种浓混合气显然很容易点燃其他混合气，这就是分层燃烧。如果采用分层燃烧，可以在很低的燃油浓度下实现发动机的正常运转。从以上分析可以看出，分层燃烧的前提是缸内混合气不均匀，理论上空燃烧比仅在火花塞附近区域达到或超过。

“气缸进气过程”

“气缸排气过程”

这可能有点难以理解，所以我们打个比方。如果一个玻璃杯装满了水，假设玻璃杯是一个圆柱体，那么水就是被吸空的气体。如果此时有几滴墨水滴入水中，我们可以清楚地看到，在墨水被水稀释之前，玻璃口的水已经慢慢变色，但玻璃底部仍然不受影响，仍然清澈。发动机的分层燃烧实际上与此非常相似。杯子里的清水是进气冲程吸入的新鲜空气空，墨水是燃料。

如果是缸外喷射的发动机，燃油喷进进气歧管，我们来看看会发生什么。我们知道燃油喷射和进气是在同一个进气冲程中完成的。当进气门打开且活塞向下移动时，气缸内将形成很大的负压。此时油气混合物吸入后，气缸内会形成大量涡流。这些涡流会使燃料和空气体充分混合，也就是说进入气缸的混合气已经充分混合，点燃这种充分混合的稀薄混合气会非常困难，因为它们无法实现分层。继续用上面的类比，意思是我们已经把墨水滴到自来水管里了，这样杯子接收到的水已经被均匀地染色了。因此，我们现在知道分层燃烧只能通过缸内喷射来实现。