缸内直喷FSI讲解
简述缸内直喷汽油机的原理
简述缸内直喷汽油机的原理
缸内直喷汽油机是一种燃烧室内部直接喷射燃油的发动机。
它的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 进气阶段：汽缸内的活塞向下移动，使进气门开启，进入混合气。
此时，燃油喷射器关闭，只有空气通过进气道进入缸内。
2. 压缩阶段：活塞上升，压缩进入缸内的混合气。
这种压缩相对较高，确保了燃油完全燃烧。
3. 燃烧阶段：在活塞达到顶点的时候，燃油喷射器开始喷射燃油进入高压喷油器中，并喷射到燃烧室内。
喷油器通过压力和控制系统控制燃油的喷射量和喷射时间。
4. 排气阶段：燃烧后，气体产生高温高压，向外推动活塞下降。
此时进气门关闭，排气门开启，将燃烧后的废气排出缸外。
总体来说，缸内直喷汽油机通过直接喷射燃油进入燃烧室，使燃油可以更充分地与空气混合，提高燃烧效率和动力输出。
这种发动机具有燃油利用率高、动力强、排放少的特点，广泛应用于现代汽车。
TDI、TSI、TSFI简介
TDI 涡轮直喷增压发动机TDI是英文Turbo Direct Injection的缩写，意为涡轮增压直接喷射（柴油发动机）。
为了解决SDI的先天不足，人们在柴油机上加装了涡轮增压装置，使得进气压力大大增加，压缩比一般都到10以上，这样就可以在转速很低的情况下达到很大的扭矩，而且由于燃烧更加充分，排放物中的有害颗粒含量也大大降低tdiTDI技术使燃油经由一个高压喷射器直接喷射入气缸，因为活塞顶地造型是一个凹陷式的碗状设计，燃油会在气缸内形成一股螺旋状的混合气。
tdi宝来TDI装备的大众集团首创的直喷式涡轮增压柴油发动机（TDI）技术十分先进，而且采用了多项先进技术，例如泵喷射系统、可调叶片式涡轮增压器等等都是首次在国产轿车上应用。
宝来TDI采用了最新的高压燃油喷射技术－－－泵喷射系统。
此系统使柴油与空气混合更充分，燃烧更彻底；同时采用氧化型催化反应器，大大降低了CO、HC、颗粒的排放，其中CO2排放与同排量汽油车比可降低30%。
另外，采用EGR系统，大大降低了NOx产生，其排放指标满足欧3标准。
TDI标志Volkswagen柴油引擎的“TDI标志”，正是目前世界公认最成功的柴油引擎。
拜欧洲日渐严苛的环保法规所赐，柴油引擎的科技已一日千里，现今的技术不但能将污染减至最低，柴油引擎更已悄悄地利用其傲人的优势，成为人类移动科技的新主流；因此，不但在欧洲已有高达43.7%的新车车主会选购柴油车款，而且甚至每两部Volkswagen 出厂制造的车辆中，就有一部是TDI柴油车，而这也正说明了Volkswagen柴油引擎除了具有极高的市场接受度，也已俨然成为未来购车的趋势。
tdi高效能、低污染双效合一自1930年首具柴油引擎问世以来，至今已经历70馀年汽车工业的洗礼。
而Volkswagen 集团在这场柴油动力的科技竞赛中，一直处于领先的地位，因为Volkswagen在柴油引擎科技发展上，不仅已大幅改善了过去柴油车特有的吵杂噪音与废气，更在环境保育的表现上有了长足的进步，成功扮演革新推手的角色。
缸内直喷简介
因此，在大负荷工况时，一个工作循环中，喷 因此，在大负荷工况时，一个工作循环中， 油器发生两次脉冲信号， 油器发生两次脉冲信号，必须是用瞬时高电压 和大电流“峰值保持型”驱动方式（ 100～ 和大电流“峰值保持型”驱动方式（用100～ 110V和17～20A打开 110V和17～20A打开） 。 打开） 两次喷射”也可在起动工况、 “两次喷射”也可在起动工况、急加速工况出 以调节空燃比A/F的大小 改善使用性能。 的大小， 现，以调节空燃比A/F的大小，改善使用性能。 可见，只有在等速稳定工况行驶，才能节油。 可见，只有在等速稳定工况行驶，才能节油。
检测方法： 检测方法： 可燃混合气较浓， （1）在小负荷工况时 可燃混合气较浓，输出 ）在小负荷工况时—可燃混合气较浓 电压应为0.66v左右；在中等负荷工况时 可燃混 左右； 电压应为 左右 在中等负荷工况时—可燃混 合气较稀，输出电压应为3.3v左右。 左右。 合气较稀，输出电压应为 左右 （2）连续地快速加减油门踏板，输出电压应连 ）连续地快速加减油门踏板， 续的变化，反应时间应为1.1s为好（与传统数据 为好（ 续的变化，反应时间应为 为好 相近， 相近，10s＞8次）。 ＞ 次 3）宽带氧传感器，也有多组故障代码， （3）宽带氧传感器，也有多组故障代码，如： P1133—A/F传感器反应速度过慢； 传感器反应速度过慢； 传感器反应速度过慢 P0171—混合气稀。等等 混合气稀。 混合气稀 等等----
5、高压旋流式喷油器— 高压旋流式喷油器— ECU直接用脉冲电流 由ECU直接用脉冲电流 的宽度， 的宽度，控制喷油量的多 利用特殊的喷孔形状， 少，利用特殊的喷孔形状， 向气缸内喷出旋转的雾状 燃油， 燃油，与挤压涡流快速的 混合，以便点火燃烧。 混合，以便点火燃烧。它 没有进气管沉积油膜的缺 又因喷油压力较高， 点，又因喷油压力较高， 喷油器的自洁功能高， 喷油器的自洁功能高，不 易产生脏堵故障。 易产生脏堵故障。
FSI技术及其基本工作原理
FSI技术及其基本工作原理。
1 FSI技术概念及其优缺点为了解决汽油机（特别是车用汽油机）的燃油消耗率高和排污率大的问题，各国都在寻找高压缩比、稀燃和快速燃烧的方案。
但是高压缩比受到汽油辛烷值和爆震的限制，稀燃受到部分负荷时着火和燃烧稳定性的制约。
大众汽车公司在受到柴油机燃油喷射，副燃烧室首先着火（作为火源），副燃烧室混合气浓度高以及组织气流运动促进燃烧等思路的启发下，开发了FSI这项新技术。
FSI是Fuel Stratified Injection的缩写。
意指燃油分层喷射，是直喷式汽油发动机领域的一项创新的革命性技术[5]。
FSI技术是指改变传统的汽油机在进气管中将燃油与空气混合的燃油供给系统的供油方式，而采用像柴油机一样的，通过喷油器直接将汽油向气缸内喷射的供油方式。
采用燃油直喷技术的发动机，发动机能在火花塞点火之前把汽油直接喷射到燃烧室，同时在ECU的精确控制下，使混合气体分层燃烧（既可保证火花塞稳定点火，又不至于造成过多NOX生成和冒烟现象的发生）。
这种技术可以让靠近火花塞处的混合气相对较浓，远离火花塞的混合气相对较稀，从而更有效的实现“稀薄”点火和分层燃烧。
并且由于不用加热（进气加热使汽油挥发，密度减小）而提高了进气充量，在部分负荷时也没有因为要用节气门进行调节发动机的功率而减小了进气气阻。
采用缸内直喷技术的汽油机的空燃比可以调节到比用化学计算法得出14.7:1 更稀薄的状态，从而能够将内燃机的燃料效率提高20％[6]。
其局限性主要是因为空气过量而使氮氧化合物（NOX）排放增加。
采用直喷技术后，燃油以细微滴状的薄雾方式进入气缸，而不是以蒸汽的方式。
这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变为可燃蒸汽时，实际上对发动机的气缸起到了冷却的作用。
这种冷却作用降低了发动机对辛烷值的要求，所以其压缩比可以有所增加。
正如柴油一样，采用较高的压缩比可以提高燃料的效率。
采用FSI技术的另一优点是能够加快油气混合气体的燃烧速度，这使得FSI发动机和传统喷射发动机相比，更有利于废气再循环。
fsi技术名词解释
fsi技术名词解释
以下是解释FSI技术这个名词。
FSI技术，全称Fuel Stratified Injection，中文意为“燃油分层喷射技术”。
这是一种先进的发动机燃油喷射技术，主要用于提高燃油利用效率和降低排放。
FSI技术的工作原理如下：
1.在发动机运行过程中，将燃油分成两部分：一部分是雾化良好的燃油，用于燃烧室中的主要燃烧；另一部分是未雾化的燃油，用于预燃室中的预燃烧。
2.雾化良好的燃油在燃烧室中迅速燃烧，释放能量，提高发动机的功率和扭矩。
3.未雾化的燃油在预燃室中燃烧，由于其密度较高，可以有效减少排放污染物的产生。
4.通过精确控制燃油喷射量和喷射时机，实现发动机的高效运行，降低燃油消耗和排放。
F SI技术具有以下优点：
5.提高燃油利用效率，增加发动机动力。
6.降低排放，减少对环境的影响。
7.适应不同的燃油品质，拓宽燃料类型。
8.发动机运行平稳，降低噪音。
。
缸内直喷技术
2、汽车发动机新技术---缸内直喷式
近年来，当代汽车汽车飞速发展，汽车新技术不断涌现和应用，带动汽车性能不断改善。下面就现代缸内直喷式汽油机进行简单介绍。
汽油机的发展经历了100多年的漫长历史，其中具有里程碑意义的发展阶段无不是以油气混合方式和机理的变迁为标志的。
早期的化油器式汽油机依靠化油器喉口气流流速增加所产生的真空度将汽油吸出被高速进气空气流雾化以及汽油油滴本身的蒸发而与空气形成可燃混合汽。油气混合比(空燃比=进气空气质量/燃油质量)取决于化油器喉口的设计和量孔直径，负荷的调节是由节气门的开度来调节进入汽缸的油气混合汽量来实现的，因此属于混合汽外部形成的量调节方式，且没有任何反馈控制。由于汽油-空气混合汽能在相当宽的空燃比范围内点燃，这种不太精确的控制对早期汽油机的正常运行并不存在什么问题。
既然油气混合物能有如此惊人的杀伤力，那在汽车上引入显然也会获得更高的动力和更省油的表现。根据云爆弹原理，大众为高压泵设计了一个非常精巧的结构，通过进气阀的凸轮轴来为油泵提供动力，这样很好的解决了油泵和进气阀之间的正时问题，也提高了燃油效率；同时作为一个纯机械的结构，这个高压泵具备了非常高的可靠性，大众（博世）甚至还设计了一个内部保护回路防止油压过高。可惜的是，大众和博世的设计尽管确保了机械自身的可靠性，但高压燃油轨(Rail)里的高压燃料是无法保护的，为了保证发动机运转的顺畅性，燃油轨中必须保持一定的压力。这个在平时是没有问题的，问题就出在了碰撞上。当发动机受到巨大的外力撞击时，位于发动机前部的高压共轨喷射系统就成了发动机首先受到撞击的部分。
解析奥迪TFSI和FSI技术
新款3.0 TFSI：高科技V6机械增压发动机3.0 TFSI两项尖端技术——汽油直喷和机械增压的完美结合。
动。
也就是从那时起，奥迪涡轮增压发动机开始在市场上取得成功，引起巨大轰动。
采用多楔带驱动，因此可以在发动机怠速启动时提供强大的牵引力。
3.0 TFSI转/分钟的低转速情况下也可以获得420牛•米的峰值扭矩，并且能够一直持续到4850转/分钟。
自然吸气式发动机。
3.0 TFSI6500转/分钟，并且在4850转/分就可以达到额定输出功率213千瓦（290匹马力）。
燃油效率最高分3.0TFSI发动机完全可以当之无愧地获得燃油效率的最高分。
其强大的牵引力可以配合使用更大范围的变速箱传动比，使本已卓尔不群的燃油效率得到进一步提升。
其实，这款3.0 TFSI准。
通过增压器的空气密度很低，转子几乎是自由转动，这样所需的驱动力微乎其微。
新款3.0 TFSI转/分钟，叶片与壳体的间隙仅有千分之几毫米。
转子每小时可以传送1000公斤气流。
集成安装的两个铝制的水冷式中冷器分别连接在一个独立冷却回路上，经过其中的被压缩的热空气将再次冷却，从而提高了进入燃烧室空气的含氧量。
这一系列措施使机械增压器的噪音降到最低。
强化的曲轴箱相关部件间的摩擦阻力。
两个进气凸轮轴相位调整范围达到42度曲轴转角。
从而在进气道内形成更利于油气混合的进气涡流。
喷射燃油系统是一项全新的设计，共轨喷射系统所带的六孔燃油喷嘴以150巴的高压将燃油直接喷射进燃烧室。
燃油喷嘴的出色响应能力可以使其在每个压缩行程进行多达3次的燃油喷注，从而优化了燃烧过程，进一步提升了新款3.0 TFSIFSI：燃油直喷技术在能源不断稀缺的今天，谁能让发动机减少耗能的同时又发挥更强的动力，谁就将赢得未来更大的市场。
FSI油直喷技术，并引领了汽油发动机的发展趋势。
当驾驶者开车行驶在路上时，最深切的体会就是减少了换档的次数，操控更轻松，而15％，是FSI的各项技术不断改进的综合成果。
发动机TSI、FIS和TFSI究竟是什么意思？
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买车的时候大家最关心的可能还是发动机，想要了解发动机最直观的就是看车辆的尾标，因为它不仅说明了发动机的排量，同时还说明了发动机的种类，比如带个T说明它是涡轮增压，不带T就是自然吸气。
但是大众好像又在搞事情，前段时间小编有文章说过大众车型尾标数字和排量的关系，然后就有网友问那么大众后面那些TSI、FIS 还有TFSI究竟是什么意思呢？今天小编就和大家介绍一下这几个字母的意义。
首先我们来说说字母最长的TFSI，其实这每一个字母代表着的是发动机的每一项技术，T表示的就是涡轮增压；F则是分层燃烧；S指的是机械增压；而I则表示缸内直喷，因此TFSI的`意义应该是具备分层燃烧功能的缸内直喷涡轮机械双增压发动机，这名字一看就很牛啊。
也确实TFSI的确是大众最先进的发动机。
接下来我们看一下TSI和FSI，其实只要理解了TFSI对于TIS就不难理解了，前者其实就是不具备分层燃烧的缸内直喷发动机；而后者呢则是具备分层燃烧功能的机械增压缸内直喷发动机。
但是由于一些不可抗力，目前国内的TFSI实际上基本取消了机械增压功能，分层燃烧也很难实现，因此实际上现在所谓的TFSI仅仅是涡轮增压+缸内直喷；而TSI呢则是涡轮增压+缸内直喷；而FSI比较少见如果有的话则仅仅代表缸内直喷式。
也有消息说奥迪部分车型使用的TFSI是采用了分层燃烧技术的，这个可能就需要大家看清配置表了。
以上就是TSI、FSI和TFSI尾标的区别，希望对大家购车时能够起到帮助作用。
（运营人员：章昱）。
大众FSI、TSI、TFSI发动机解读
大众FSI、TSI、TFSI发动机解读随着大众汽车在中国的升级换代步伐加快，一系列先进的发动机技术逐步进入人们的视野。
但是，对于大多数朋友来说，那些由英语单词简缩成字母组合的发动机实在拗口而且令人费解，而且极容易搞混。
我想就自己掌握的情况，对大众目前的三款主流发动机作一次通俗易懂的阐述。
一、FSI发动机FSI发动机的英语全称为：FUEL STRATIFIELD INJECTION，翻译过来就是发动机缸内燃油直喷技术。
其核心环节是：发动机缸体上有两个相位调整范围达到42度曲轴转角的进气凸轮轴，可以在进气道内形成更利于油气混合的进气涡流，而且，发动机的燃油喷嘴可以在每一个压缩形成中进行多达3次以上的燃油精细化喷射，从而进一步优化整个燃烧过程，达到最大限度的燃油稀薄化燃烧，有效地提高了燃油的利用程度和燃烧充分度，达到相当出色的燃油经济性和环保排放指标，它一般能够在发动机固有排量基础上提升0.2升左右的动力而油耗保持低于固有排量的传统发动机。
目前，FSI发动机主要用于3.0以上大排量汽车。
二、TSI发动机TSI发动机的英语全称为：TUBOCHARGE AND FUEL STRATIFIELD INJECTION，翻译过来就是涡轮增压缸内燃油直喷技术。
其核心环节是：把涡轮增压技术与缸内直喷技术有机结合，在缸内直喷的基础上进一步通过涡轮增压的介入，大幅提升发动机的动力性和节能性。
TSI发动机具有能够有效提升动力和进一步降低油耗的强大功能，它一般能够在发动机固有排量的基础上有效提升0.6升左右的动力而油耗保持低于固有排量的传统发动机。
目前，TSI发动机主要于3.0以下中小排量汽车。
三、TFSI发动机许多人以为TFSI就是TSI，甚至以为是一种笔误。
其实这是一种误解。
TSI 并不是TFSI，两者是有区别的，而且是两种不同的发动机。
TFSI发动机的英语全称为：SUPERCHARGE AND FUEL STRATIFIELD INJECTION，翻译过来就是机械增压缸内燃油直喷技术。
汽油机缸内直接喷射技术
汽油机缸内直接喷射技术摘要:由于能源枯竭和环境污染情况日益严重,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了,那就是汽油机缸内直接喷射技术。
本文将对汽油机缸内直接喷射技术的类型、结构原理、存在问题等进行简要的论述。
关键词:缸内直喷类型结构原理存在问题近年来,由于能源紧缺和环境污染问题的日益突出,汽车用发动机面临着越来越严峻的考验。
目前为绝大多数汽车所采用的EFI发动机已显出明显不足,主要由于混合气在进气门处形成,汽油雾化不完全、混合气质量欠佳,所以燃烧不充分冷启动排放和燃油经济性较差。
汽油机缸内直接喷射系统则与EFI系统迥然不同,该系统是将汽油直接喷射到气缸里,通过相应的控制手段,可以大大提高发动机的燃油经济性和动力性能,同时大幅度降低排放。
1 汽油机缸内直接喷射技术汽油机缸内直接喷射技术,简称缸内直喷,顾名思义,就是把汽油直接喷射到气缸内。
随着技术的发展,化油器被淘汰后,开始采用汽油喷射技术,按照喷射位置可以分为进气道喷射和缸内直接喷射两种。
进气道喷射可以采用低压的喷射装置,是目前最常用的喷射方式,喷油嘴位于进气歧管的前方,汽油喷入进气歧管与空气混合后再进入气缸。
缸内直接喷射则更为先进,喷油嘴位于气缸内部,将汽油直接喷入气缸,与空气形成混合气,不过它需要较高压力的喷射装置以及其它一些专门的零部件,成本要更高一点。
2 缸内直喷的类型及其特点近年来,缸内直喷的发动机电控技术的研究与开发越来越受到重视,其被认为是内燃机解决能源和环境问题的重要方向之一,国内外许多研究机构和汽车厂商都致力于缸内直喷发动机的研究与开发,并推出了各种装备缸内直喷发动机的汽车。
2.1 FSIFSI是Fuel Stratified Injection的缩写,它代表大众汽车的缸内直喷发动机。
从理论上来说,采用FSI技术的发动机有至少两种燃烧模式:分层燃烧和均质燃烧,从上面3个英文单词来看,分层燃烧应该是FSI 发动机的特点。
第三章缸内直接喷射技术
• (2)压电直喷技术 • 目前的缸内直喷发动机都存在分段控制模式—— 低转速时使用分段多次喷射燃烧,高转速下不使用。
–主要原因是目前的喷油器都是螺旋线圈电磁控制式的, 在高转速状态下,喷油时间要求极短,喷油器响应速度 并不适合太高转速。
• 因此,奔驰开发了压电触发的喷油器。
–利用活塞在压缩行程的压力,通过压力变形下的微弱电 信号,经过放大电路放大后控制阀门开闭。压电喷油器 百万分之一秒的反应时间,使喷油器基本的多点分层喷 射成为可能,在每次压缩的短时间内,再分为多次喷射, 特别是高转速下,也同样有分段喷射,从而得到更理想 的稀薄燃烧,这对提高发动机燃烧效率是至关重要的。
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• 3.缸内直接喷射技术的问题 • 缸内直接喷射技术存在的一个主要问题是废气后 续处理。在分层充气模式和均质稀薄充气模式中, 传统的闭环三元催化转化器不能快速地将燃烧过 程中产生的氮氧化物转换成氮气。
–开发了氮氧化物存储式催化转化器后,才使得排放废气 符合欧Ⅳ废气排放标准。在该系统中,氮氧化物被暂时 地储存在转换器中,然后系统性地转换成氮气。
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• (1)燃油供给与喷射系统
–CGI发动机上使用的高压压电喷油器,采用几微米宽锥 状环形喷孔, 塑造一个稳定的、非常理想的从浓到稀 的喷雾效果。在喷射时,还可以吸收周边紊乱的空气颗 粒,进入燃油喷射的层与层之间,形成一个理想的点火 前状态。 –CGI发动机还包括高压燃油泵以及后面的燃油导轨以及 其中的燃油压力调节阀,它们为系统提供稳定的燃油。 在燃油导轨中,峰值燃油压力可以达到20MPa,约是普通 电喷汽油发动机的70倍,比一些其他缸内直喷发动机也 高得多,这样做的目的就是为了分层喷射时有理想的喷 雾效果,在高转速下有足够量的汽油供给。而且由于在 喷射瞬间,导轨内的压力不可避免会出现瞬间下降,高 压也会让这种瞬间压力变化减小,喷射也就更加精确无 误。
浅谈汽车发动机的缸内直喷技术
（０１）． ［２］金辉．曲轴位置传感器故障［Ｊ］．汽车维修，２００７（１２）．
作者简介：吴敏 （１９６７１０—），男，汉族，重庆人，本 科，教授，研究方向：汽车与电子工程技术。
燃料与新鲜空气导入发动机的气缸后压缩，再以火花跳火引爆 压缩的油气，利用爆炸的力量推动活塞，通过曲轴产生旋转的 机械能推动车辆。在这个过程之中，燃油与空气之间是否获得 最佳的混合效果与燃烧效果，将决定发动机输出效能的高低。
喷射发动机是由 ｆｕｅｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎ直译而来，正确的说法应 是燃料喷射发动机。而燃料喷射的位置在进气歧管当中，利 用喷嘴产生雾化的油气，与进气系统的新鲜空气进行均匀混 合后导人发动机。现行车辆所使用的歧管喷射系统是在 ２０世 纪 ８０年代开始导人的主动式供油技术，取代了原本机械式的 化油器被动供油系统。歧管喷射系统的供油喷嘴安装在进气 歧管上，在发动机的进气行程时喷射注入燃油，利用喷嘴产 生雾化的油气与进气系统的新鲜空气进行均匀混合后导入发 动机，作为发动机运作的燃料。
三、稀薄燃烧技术 为了达成节省能源的目标，科学家将空气与燃油的比例 大幅下降，发展出不同于传统的歧管直喷技术，这便是稀薄 燃烧技术。稀薄燃烧技术的原理：使用稀薄燃烧技术的发动 机，喷油嘴 的 位 置 不 再 位 于 进 气 歧 管 当 中， 而 是 置 于 气 缸 内，将燃油直接喷注于燃烧室。 汽车汽油发动机实现稀燃的关键技术归纳起来有以下三 个方面。一是提高压缩比。采用紧凑型燃烧室，通过进气口 位置改进使ห้องสมุดไป่ตู้内形成较强的空气运动旋流，提高气流速度； 将火花 塞 置 于 燃 烧 室 中 央，缩 短 点 火 距 离；提 高 压 缩 比 至 １３∶１左右，促使 燃 烧 速 度 加 快。 二 是 分 层 燃 烧。 如 果 空 气 与燃油的混合比达到 ２５∶１以上，按照常规是无法点燃的， 因此必须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。为了提高燃烧的稳定性，降低氮氧化物 （ＮＯｘ） 的排放 量，此时采用燃油定时喷射与分段喷射技术，即将喷油分成 两个阶段：进气初期喷油，燃油首先进入缸内下部随后在缸 内均匀分布；进气后期喷油，浓混合气在缸内上部聚集在火 花塞四周被点燃，实现分层燃烧。三是高能点火。高能点火 和宽间隙火花塞有利于火核形成，火焰传播距离缩短，燃烧 速度增快，稀燃极限大。有些稀燃发动机采用双火花塞或者 多极火花塞装置来达到上述目的。
(BDX型V6 2.8L FSI)
FSI发动机介绍
• FSI发动机是Fuel Stratified Injection， 意思是燃油分层喷射，是基于GDI （缸内直喷式发动机）的一种技术。 与常规的气道喷射点燃式发动机相 比，FSI将燃油直接喷入燃烧室， 由于喷雾的气化冷却作用，它优化 了充气效率，由于实现了汽油机的 质调节，不再需要节气门，大大降 低了进气损失，分层燃烧减少了发 动机的传热损失，从而增大了满负 荷的输出功率并降低了部分负荷的 燃油消耗
奥迪BDXV6 2.8L FSI发动 机
BDX型V6 2.8L FSI发动机是德 国奥迪汽车公司新研发的一 款发动机，其介于2.4L MPI 发动机和3.2L FSI发动机之 间。由于该款发动机采用了 新型气门升程系统、容积流 量可调的机油泵(二级压力控 制)及三椭圆链轮配气机构等 新技术，使得发动机的摩擦 状况和油耗得到进一步改善。
奥迪V6 2.8L FSI发动机参数
可变气门升程系统的结构
奥迪在2.8L BDX发动机采用的 气门升程系统是德国奥迪汽车公 司最新的技术研发成果，这种可 变气门控制系统可以实现更好的 驾驶舒适性，同时消耗的燃油更 少。
奥迪在2.8L
BDX发动机气门升程系统图
不一样的齿轮轴和齿轮块
多数发动机的凸轮轴和驱动气门的凸轮是一体的，而奥 迪可变气门升程系统的进气凸轮轴和凸轮是分体的，在 这里，齿轮被称为凸轮块，在凸轮轴和凸轮上匀有花键， 凸轮轴通过花键驱动凸轮块转动的同时，凸轮块还可以 轴上移动约7mm，凸轮块上有两个不同的凸轮外形， 一个升程小，一个升程大。凸轮块的轴向移劝实现不动 升程的凸轮驱动气门的开启，从而实现气门升程的可变。
BDX V6 2.8L FSI发动机的特点
FSI
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-How Automobile Training Base
施 卫
FSI技术
●发动机工况---即发动机工作状况。一般用它的
功率与转速来表示，也可以用转速和节气门开度 表示。节气门全开时功率就达到这一转速下的最 大值。 ●发动机的工况有多个，但根据汽车运行特点可 将其分为：起动；怠速；中等负荷；全负荷和加 速等五种基本工况。 ●发动机各工况对混合汽浓度的要求 (化油器式 和大部分进气道喷射汽油机) ：
FSI技术
FSI技术
全新的汽油直喷发动机技术
中德诺浩汽车实训基地
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-How Automobile Training Base
施 卫
FSI技术
基础知识
FSI Fuel Stratified Injektion 燃油 分层 喷射
技术数据 发动机机械结构
■
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-How Automobile Training Base
施 卫
基本原理 FSI技术
直喷发动机的三种工作模式：
分层充气模式
均质稀混合气模式
均质混合气模式
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-How Automobile Training Base
施 卫
FSI技术 --基础知识 分层充气模式 2.0l FSI 发动机
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-How Automobile Training Base
施 卫
FSI技术 --基础知识 分层充气模式
浅析FSI燃油缸内直喷的优势
图４
网５
１进气歧 管风门转换装置 ；一 一 ２ 高压喷嘴；－ ３ 燃油凹腔 ；一 ４ 气流凹腔
图２
如图 ２ 所示 ， 在分层充气模式 中， 一块侧壁／ 导向翻板燃烧 过程 空气 将空气 一 燃油混 合物定位在 火花塞周围 。喷油 阀被布置成使它能 够将 燃 油喷射 至燃油 凹腔 内（ 侧壁导 向型 ） 从那 儿再将燃 油喷射 至火花 并 塞。
一
度 在 ２ ０ｃ ５ ０ｃ 间 。 ５ｑ至 ０ 。之
如果满足这些条件 ， 发动机就能顺利切换至分层充气模式 。 而分层充气模式的工作过程如下 ：
１ 气 过 程 ． 进
１ 节气门 ；－ 一 ２ 进气歧 管风门 ；－ ３ 上部管道 ；一 ４ 下部管道
图３
图 １
通过 图 １ 我们 可以知道 ， 中问负 载和转 速区域为止 ， 至 发动机 一直 运行在分层充气模式 中。 通过燃烧室 中的混 合分层 ， 发动机 可以在 约 １ ． ３的范围内运 ６至 行 。在燃烧室 巾心 的火花塞周 围有极 易点燃 的混合 物。这 些混合 物被 层 由新鲜空气和再循环废气完美组 合的外层包 围。 分层充气的好处在于热效率高 、 节流损 失少、 限的燃 料尽 可能多 有 地转化 成Ｔ作能量 。分层 充气模式 下节气门不完全 打开 ， 保证进气 管 内有一 定真空度 （ 可以控制废气再循 环和碳罐等装 置） 。这时 ， 发动机 的扭矩大小取决于喷油量 ， 与进气量和点火提前角关 系不大 。
科技信息
高校理科研 究
浅析 Ｆ ｌ Ｓ 燃油缸内直喷晌优 势
苏 ｇ 高等职 业技 术学校 机 电 系 保 栋 梁 ， Ｉ ’ １
［ 摘 要］ 面对 着世界 资源的 匮乏 ， 世界 环境的不断恶化 ， 我们 不能从根本上解 决这 个问题 ， 但我们 可以通过 其它一些途径 来缓 解这 个问题 ， 文从现在 正在发展 中的Ｆ Ｉ 本 Ｓ 技术提 出了缓解这些问题 的一种 方法， 如稀薄燃烧的节能和降低 氯氧化物Ｎ２ ．催 化器等。 －Ｌ ， ［ 关键词 ］ 分层燃烧 缸 内直喷 均质燃烧 随着 技术 的不断进 步 ， 工业发展 的今天 ， 源的消耗是越 演越 烈 ， 能 汽车的节能减 排也在如火 如荼的进行着 ， 因此缸 内直喷技 术也应运而
大众公司EA113系列2.01-_FSI燃油分层直喷式汽油机详解（四）
2003年大众公司在1.8L-5V-92kW进气道喷射汽油机的基础上为第2代奥迪(Audi)A3和A4轿车开发了一种新型横置式2.0L-4V-FSI分层直接喷射汽油机，除了将发动机功率由92kW增加到110kW使汽车的动力性得到了显著提高外，还使汽车燃油耗降低了大约1L/100km，同时更加舒适，并达到了当时欧洲实施的欧Ⅳ废气排放标准。
这种采用汽油分层直接喷射(FSI)技术的直列4缸4气门汽油机成功地解决了传统汽车在功率、舒适性和燃油耗之间的目标冲突，表明汽油分层直接喷射技术始终是提高汽油机燃烧效率潜力最大的一种技术措施。
2004年，大众公司在这种EA113汽油机系列平台基础上又开发出了世界上第一台涡轮增压缸内直接喷射2.0L-TFSI汽油机，功率为195kW，扭矩为350Nm。
2010年，为了给奥迪运动型轿车配备动力性能更好的汽油发动机，又将上述涡轮增压2.0L-TFSI燃油分层直喷式汽油机的燃油过程移植到奥迪直列5缸自然吸气2.5L-MPI多点气门口喷射汽油机上，成功地开发出了功率250kW，扭矩450Nm的2.5L-TFSI增压燃油分层直喷式汽油机。
本文将详细介绍4缸自然吸气2.0L-FSI燃油分层直喷式汽油机和5缸涡轮增压2.5L-TFSI燃油分层直喷式汽油机。
范明强(本刊专家委员会委员)教授级高级工程师，曾任中国第一汽车集团公司无锡研究所发动机研究室主任、湖南奔腾动力科技有限公司轿车柴油机项目部总工程师、无锡柴油机厂高级技术顾问和多所高校客座教授。
大众公司EA113系列2.0L-FSI燃油分层直喷式汽油机详解(四)◆文/江苏 范明强(接上期)曲轴采用6道主轴承支承，所有连杆轴颈感应淬火，其过渡圆角处进行滚压处理，材料选用牌号为C38 MOD By的蠕墨铸铁(GJV)。
主轴承和连杆轴承直径分别确定为58mm和47.8mm。
曲轴前端装有一个粘性扭转减振器，用来降低曲轴的扭转振动负荷。
同时，通过提高传动效率和采用按结构条件限制设计的初级皮带传动来达到皮带传动的使用寿命。
汽车新技术之汽油机缸内直喷培训课件(ppt 45张)
4.缸内直喷技术现状
• 燃油供给和喷射系统 • 喷射模式 • 燃烧系统 • 缸内空气运动的组织
4· 1.燃油供给和喷射系统
• 现代的GDI发动机燃油供给系统设计，为了 达到分层稀薄混合气所要求的喷雾质量和 灵活的喷油定时，均采用了精度高、响应 快的柔性电控手段。高压共轨喷射系统加 电磁驱动喷油器被认为是满足缸内灵活喷 射要求的喷射系统之一。 • 该系统由低压输油泵、燃油压力传感器、 喷油压力控制阀、高压油泵、蓄压燃油轨、 喷油器等组成。
• 缸内直喷就是将燃油喷嘴安装 于气缸内，直接将燃油喷入气 缸内与进气混合。喷射压力也 进一步提高，使燃油雾化更加 细致，真正实现了精准地按比 例控制喷油并与进气混合，并 且消除了缸外喷射的缺点。同 时，喷嘴位置、喷雾形状、进 气气流控制，以及活塞顶形状 等特别的设计，使油气能够在 整个气缸内充分、均匀的混合， 从而使燃油充分燃烧，能量转 化效率更高。
图1.丰田D—4稀薄燃烧系统
3· 1.分层燃烧缸内直喷
• 三菱4G稀燃系统(图2)与丰田D一4系统相近。 进气采用立式进气道，能够产生强大的进 气气流，直接流入气缸，流速可达40m/s 一50 m/s，充气效果好，以保证高度的纵 向涡流及充气系统。活塞顶部的凹坑浅， 且壁面有一定的斜度。在部分负荷输出时， 油束与壁面碰撞后飞溅的油滴，随含有汽 油蒸气和细小油滴的气流斜向上运动(图2中 倒滚流)，被位于缸盖中部的火花塞点燃。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
汽油机缸内直喷技术
1.缸内直喷技术概述 2.缸内直喷技术的工作原理 3.缸内直喷技术特点 4.缸内直喷技术现状 5.缸内直喷技术的实际应用 6.缸内直喷发动机目前存在的问题 7.缸内直喷技术推广应用的主要问题 8.缸内直喷技术今后的研究开发方向
缸内直喷技术
GDI发动机的喷油压力一般在 10-15MPa左右,以保证燃油雾化质量及合适的贯穿距离。高压油泵一般由安装 在进气凸轮轴上的 4山凸轮驱动,升程在 2.5-4mm之间,升程对高压油泵的选择十分重要,直接影响着冷起动时直 喷系统的建压时间,升程需根据发动机性能需求、滚轮挺柱寿命、驱动凸轮型线及制造工艺等因素综合设计,一般 3.5mm左右的升程即可满足使用需求。
直喷发动机燃油和空气混合主要有三种方式,即喷射引导、壁面引导和气流引导,具体见图中a、b、c所示。 发动机的喷油器设计在缸盖顶部,火花塞设计在发动机的侧面,此种方式称为喷射式引导,在火花塞周围易形成较 浓的混合气,这种布置方式比较适合于分层稀薄燃烧,具有较好的燃油经济性。壁面引导方式是喷油器侧置,火花 塞顶置,通过活塞顶部的特殊形状引导油束运动并与空气混合,此种方式可以在火花塞周围形成较大面积的可燃区 域。气流引导方式同样采用喷油器侧置、火花塞顶置的形式,利用进气时形成的滚流强化油气混合。壁面引导方式 和气流引导方式结构形式相似,多用于均质燃烧模式,可以由传统的 PFI发动机转化而来,可以实现与 PFI发动机 共用燃烧室及缸盖毛坯,是直喷系统的核心部件,喷油器在燃烧室内的布置方式、喷嘴结构形式、油束的喷雾形状都直接影响燃 油的雾化、油气混合及燃烧过程,最后影响发动机的性能。另外喷油器喷嘴置于燃烧室内,受燃油品质量影响较大。 如果燃油的油品质不好,燃烧不充分,极易生成积碳并堵塞喷嘴,影响喷雾质量及喷油器自身的寿命。
缸内直喷发动机的活塞顶面形状对燃烧室内气流的运动及混合气的形成有很大的影响,因此缸内直喷发动机都 将活塞作为关键部件进行重点的设计和开发。无论是壁面引导、气流引导还是喷射引导,都需要特殊的活塞顶面凹 坑相适应,从而达到较为理想的油气混合效果,形成油气浓度的均质分布或梯度分布,保证燃烧的顺利进行。
TSI、FSI和TFSI有什么区别？
TSI、FSI和TFSI有什么区别？
FSIFSI是英文Fuel Stratified Injection的缩写，是指缸内直喷发动机，采用燃油分层燃烧技术。
所谓分层喷射是建立在直喷技术上的，简而言之就是在进气行程时先喷一次油，这时候形成的混合气很稀薄（25:1），火花塞是无法点燃的，所以压缩行程时再喷一次油，这时候的混合器较浓（12:1），可以点燃，浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。
在国内由于油品质量的原因，FSI只是代表缸内直喷。
FSI发动机优点：首先降低了发动机的热损失，提高了燃油经济性，其次发动机重量减轻，在节省燃油的同时降低了制作成本。
TSITSI
为英文Twincharged Stratified Injection的缩写，是指双增压燃油分层喷射。
机械增压是利用发动机本身的动力对空气进行压缩，而涡轮增压则是利用排气系统中的废气能量来驱动涡轮。
涡轮增压在发动机转速低时响应较慢，存在迟滞现象，而机械增压在发动机转速高时消耗较多的发动机动力，所以使用双增压就可以优势互补。
注意：国产的上海大众和一汽大众TSI去掉了机械增压和燃油分层喷射，只有涡轮增压加缸内直喷发动机。
TSI发动机优点：动力损耗小，可以使小排量的车型获得较大动力。
TFSITFSI是英文Turbo Fuel Stratified Injection的缩写，也就是带涡轮增压（T)的FSI发动机，可与TSI相比少了机械增压。
不过在国内TFSI与TSI
都是只有两项技术，一是涡轮增压，二是缸内直喷。
但是奥迪一般为了突出比大众高端，都会在调教上略微提高几千瓦功率，造成不一样的假象。
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温度传感器。这两套传感器能够精确的感知增压空气在冷却前后的状态，进而通过行车电脑分析来调节
20位19于/6/涡15轮增压器上的阀体开度，精确的控制所需要的进气量。
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• 1 凸轮轴 Camshaft • 2 静音正时链条 Low Noise Timing Chain • 3 机油泵链条 Chain Of Oil Pump
2019/6/15 第一次喷射先充分混合
第二次喷射形成混合气较浓的区域25
• 发动机的涡轮叶片和叶轮叶片采 用了小尺寸设计，其直径分别仅 有37mm和41mm，这样涡轮的转 动惯量很小，废气更容易带动涡 轮做高速旋转，因此其在最佳工 作状态时需要的发动机转速也就 更低，有效的达到缓解涡轮迟滞 的效果。
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• 汽油机对油门的控制是通过“节气门”控制进入发动机的空气量，从而控制发动机功 率输出的。由于这个“节气门”增加了进气阻力而且产生了负压，让发动机始终不能 吸饱氧气，同时还因为吸气阻力而消耗了一部分功率。
• 增压首先的好处就是解决了自然吸气发动机本身固有的缺陷——永远吃不饱。因此， 在相同的排量下，增压发动机能够发出更大的功率，满足更多的需要。这是从功率输 出的角度上说的。
•
反过来说，就是可以用更小排量，更轻的发动机代替以往更大排量发动机才能做
到的工作，由于更小的发动机各种摩擦面积小，重量轻，本身运转起来消耗的能量自
然就少，效率也就提高了，完全顺应了当下节能环保的潮流。
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• 机械增压最大的缺点就是会消耗发动机产 生的功率。目前大多数机械增压会消耗掉 发动机输出功率的7%，并且随着转速的 上升急剧增加。而提升发动机的功率大概 在30%-50%之间，因此，机械增压发动 机的转速往往不能过高，需要平衡增压器 带来的负面影响。
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• 我们再来了解一下TSI发动机的分层燃烧技术具体工作原理。首先，发动机在吸气行程 活塞到达下止点时，ECU控制喷油嘴先进行一次小量的喷油，使气缸内形成稀薄混合 气，而在活塞压缩到上止点时再进行第二次喷油，利用活塞顶的特殊结构让火花塞附 近出现混合气相对浓度较高的区域，然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄 混合气，从而实现气缸内的稀薄燃烧，这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果， 使得发动机的油耗更低。
保持不变等压力信号指令，转化为输送至叶片槽式调节器中不同油道上的机油压力，通过双油道机
油压力差值驱动调节器中的叶片，带动凸轮轴旋转改变进气相位实现气门正时的“提前”或者“滞
后”，从而实现气门正时的连续可变。而1.4TSI的正时相位调节范围可达20°凸轮轴角或40°曲轴
角，为大众该款核心动力在减少排放和燃油消耗，以及改善动力性能表现上提供了积极的“可变”
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• 。1977年，瑞典的萨博公司生产出第一款萨博93，是第一家将涡轮增压运用到汽车发动机上的厂商。 不过当时的增压发动机不但造价昂贵，而且还有不少使用上的问题，因此难以大规模推广。
• 首先由于发动机燃烧压力增大，排气温度高，对缸体结构和耐热材料要求更高。
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• 以萨博9-5为例，这款2.3t引 擎马力高达260匹，升功率超 过100，与3.5l自然吸气引擎 相当，但它的潜力一旦发挥 出来，甚至可以与4.2升v8轿 车相抗衡。萨博被认为“涡 轮专家”，从这台引擎上可 以找到原因。
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• 静音链条
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• 首先，发动机在吸气行程活塞到达下止点时，ECU控制喷油嘴先进行一次小量的喷油，使气缸内形 成稀薄混合气，而在活塞压缩到上止点时再进行第二次喷油，利用活塞顶的特殊结构让火花塞附近 出现混合气相对浓度较高的区域，然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气，从而实 现气缸内的稀薄燃烧，这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果，使得发动机的油耗更低。
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保障。
• 1．4TSI具有的VVT叶片槽式调节器由外壳体、 内部叶片转子以及位于叶片转子内部的锁销组成。 其中，外壳体与外部的正时齿轮固定，实现曲轴 通过链条传动驱动进气凸轮轴的功用；而位于壳 体内部的叶片则直接与进气门凸轮轴固定，并与 之一同旋转，通过带动凸轮轴与壳体产生相对的 转动位移，来实现凸轮轴的进气相位改变；而锁 销的主要功用，则用于外壳与叶片的连接，实现 进气相位的固定，防止凸轮轴复位。
力，增加进气效率提高动力。缺点是通常要发动机超过2000转后才介 入，起步加速时增压效应不会及时显现。涡轮的惯性让加速还有一个 响应时间的延迟。
• 机械增压优点是发动起启动运转就开始介入，起步加速有力，没有 涡轮的工作延迟，即时响应。缺点是通过发动机的动力输出来让增压 器工作，消耗部分发动机动力。两者的结合，改善了起步加速，也具 有充足的后劲，相对来说动力损耗减低到最小。
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• 1 凸轮轴 • 2 静音链条 • 3 进气门 • 4 喷油器 • 5 活塞 • 6 燃烧室 • 7 连杆 • 8 曲轴 • 9 气缸体
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• TSI发动机是目前最为先进的发动机技术。它在不增加油耗的前提 下，将动力输出提高到最大。与DSG配合，动力输出均匀、顺畅、强 劲。
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• TSI涡轮增压直喷汽油发动机是一款技术领先、性 能优越、节能环保的发动机，是大众汽车紧凑概
• 念发动机系列产品的成功延续。它采用先进的涡 轮增压和缸内直喷技术，显著地提高了发动机效 率，
• 1.4TSI可变气门正时系统主要由ECU（电 子控制单元）、叶片槽式调节器、凸轮轴 调整电磁阀以及传感器等部分组成。
凸轮轴调整电磁阀
凸轮轴位置传感器负责传输凸轮轴相位信号
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• 通过双油道机油压力差值驱动叶片，带动凸轮轴旋转改变进气相位，是1.4TSI正时可变核心所在
•
电磁阀则根据ECU的指令，通过改变机油液压实现对于内部机油槽阀位置的控制，把提前、滞后、
而产生故障（*迈普图存于电脑程序中，是根据发动机的进气温度、压力和其他工况来 确定循环泵工作延时的一个三维函数）
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• 在这款发动机上，空气在通过涡轮增压器的增压后，将会经过两套传感器的检测才能进入发动机气缸内，
他们分别是位于冷却器前的增压压力传感器/进气温度传感器，和位于冷却器后的进气压力传感器/进气
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TSI采用的薄壁铸铁气缸体
• 首先，1.4TSI发动机采用了薄壁铸铁技术制造缸 体，这就在保证发动机强度与性能的前提下，有 效地降低了发动机重量，缸套采用铸造的方式， 缸桶壁厚则减至最小来减轻重量和惯性质量，独 特的敞开式水套设计不仅大大减轻了缸体重量， 同时让冷却系统的工作效率更高。
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宝马的Valvetronic技术同样是依靠改变摇臂结构来控制气门升程的，同样可以实现气门升程无级可调，只是连杆摇臂的设计思路截然不同。
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1.4TSI“VVT系统”的核心元件：
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• 通过上面对扭矩输出“平台效应”的 原理介绍我们能想到，其实主要是因 为泄压阀压力单元有一个固定的压力 值限制，才会将原本山峰形状的输出 曲线“削”出了一个平顶。要说其更 大的潜力确实存在，因为大众在海外 采用类似缸体结构的双增压发动机还 有100kw以上功率的版本。不过这个压 力值限制是厂家经过缜密的计算和平 衡后给出的最佳值，它考虑到了涡轮、 汽缸等零件的寿命
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• 相关知识 关于增压值
•
在描述机械增压的时候，网友经常能看到增压值这个指标。这是
衡量一个增压器作用最重要的指标，一般用bar来表示。我们没有必
要太精确地了解这个单位，只需知道1bar大致等同于1个大气压，也
就是说如果增压器的增压值是1bar，也就是给空气额外增加了一倍的
压力。值得注意的是，这个1bar并不是一个绝对数，而是相对的。如
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旁通阀（左，即泄压阀）和控制其开合的增压压力限制阀（右） 27
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（实线为增压空气，虚线为冷却液；红色代表较高温度，蓝色代表较低温度）
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• 高压燃油泵是燃油加压的关键环节，1.4TSI同时配备高压燃油系统和低压燃油系统，低压为4bar，
在低压油泵将燃油送到高压油泵之后，高压油泵可以将汽油加压到100bar的压力（这是普通汽油泵
压力的数十倍），并将其送入油轨。TSI的高压燃油泵是一个结构简单的单柱塞泵，用螺栓倾斜的
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