车用汽油机和柴油机国内外技术现状发展趋势

3.汽油机缸内直喷技术
6孔喷油嘴
现代缸内直喷式汽油机应用的汽油泵的供 油压力已高达5~12MPa，又采用带旋流的
喷油嘴，雾化性能得以提高，喷油的油滴 直径约为20μm，喷雾锥角可达50~100°， 常压下的贯穿度约为100mm。此时一滴 20μm的油滴在200℃的空气中仅需3.4ms或 31°CA就能完全蒸发，因而汽油的蒸发和
3.对机油的品质要求严格。我们知道，发动机在正常工作工 况下磨损是极小的，因为当发动机进入正常工作温度后，零 件之间的配合间隙和机油润滑都进入了最理想的状态。而经 常启停的发动机，润滑油的温度、流动等都不能保持在最佳 状况，所以润滑效果大大降低，导致发动机磨损量增大。
博世公司为自动启停系统开发的起动机
TFSI是在FSI的基础上增加涡轮增压技术。 涡轮增压式利用排气的高温高压推动废气涡 轮高速转动，在带动进气涡轮压缩进气，提 高空气密度，同时电脑控制增大喷油量，配 合高密度的进气，因此可以在排量不变的条 件下提高发动机工作效率。由于废气涡轮是 靠排气推动的，因此在发动机转速低时不启 动，只有发动机转速（1500转以上）涡轮增 压器才开始工作。
对装备自动起停系统的发动机的几点要求：
1.缸内直喷发动机更适合装备该系统。直喷发动机可以直接
通过喷油器雾化汽油，原理上可以在一个工作循环内完成启 动。启动时间比进气管发动机快的多，这就降低了对启动机 的要求。
2.需要耐用的发动机。由于发动机要经常启停，而起动机的 工作电流又很大，所以起动机经常工作就容易因过热而发生 热损坏。所以要求起动机的耐用性要很好。
1.大众FSI/TSI/TFSI技术 2.发动机自动启停系统 3.汽油机缸内直喷技术 4.柴油机高压共轨电控燃油喷射系统 5.可变气门正时技术
1. 大众FSI/TSI/TFSI技术
首先大众的这三项技术有其共同点， FSI(Fuel Stratified Injection)燃油分层喷射技 术是TSI/TFSI的基础。与进气歧管的发动机 相比，FSI发动机的主要优势有：动态响应 好、功率和扭矩可以同时提升、燃油消耗 降低。
车用汽油机和柴油机国 内外技术现状发展趋势
2020/8/21
在能源危机的加剧和 汽车尾气排放法规越 来越严格的形势下， 有越来越多的发动机 新技术来解决汽车动 力性、经济性和环保 性三方面的矛盾。提 高能量利用率和降低 污染物的排放是车用 发动机发展的目标。
FSI发动机结构
车用汽油机和柴油机新技术
2.发动机自动启停系统
发动机自动启停系统，顾名思义，就是在车辆行驶过程中 临时停车（例如等红灯）的时候，自动熄火。当需要继续 前进的时候，系统自动重启发动机的一套系统。
在拥挤的城市道路上行驶，汽车难免要走走停停，有时红 灯一等就是两三分钟，这时如果发动机一直在怠速工作， 既浪费了燃油又污染了环境。而且这种现象也受到各国政 府的高度重视，美国、日本、英国、法国、德国、意大利 、台湾等国家和地区都已有立法监管停车熄火，中国香港 特别行政区政府于2011年3月5日审议通过了《汽车引擎空 转定额罚款草案》，按照规定，除巴士、混合动力车型等 豁免情形之外，怠速三分钟之后必须熄火，否则将定额罚 款320港元。
空气的混合可主要依靠喷雾来实现，再加
上缸内空气运动的辅助，变工况（如车辆
加速时）和冷启动时不再需要过量喷油，
冷启动喷油量得以大大减少，从而有害物 排放也将大为降低。
缸内直喷既有利于降低油耗，又能达到节能 和减少温室气体二氧化碳排放的目标。汽油 在缸内直接喷射时油滴主要依靠从缸内空气 中吸热而非从壁面吸热，因而能使混合汽的 温度降低和体积减小，从而有利于提高充气 效率，降低爆震倾向和提高压缩比。在高空 燃比情况下，由于混合汽物性的改变、绝热 指数的增加以及混合汽分层致使热损失减少 ，使得发动机的热效率进一步提高。由于发 动机经常在低负荷工况下运行，因此分层混 合燃烧的直喷式汽油机可使平均油耗降低 15~20%。
4.柴油机高压共轨电控燃油喷射系统
高压共轨技术是指在高压油泵、压力传感 器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力 的产生和喷射过程彼此完全分开的一种共 有方式，由高压油泵把高压燃油送到公共 油管，通过对公共油管内的油压实现 精确 控制，使高压油管压力大小与发动机的转 速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力 随发动机转速的变化，因此也就减少了传 统柴油机的缺点。ECU控制喷油器的喷油 量，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油 管）压力和电磁阀开启时间的长短。
发动机自动启停系统是在车 辆行驶过程中临时停车（例 如等红灯）的时候，自动熄 火。当需要继续前进的时候 ，系统自动重启发动机的一 套系统。行驶中只要直接踩 制动踏板，车辆完全停止大 概两秒钟后发动机就会自动 熄火，一直踩着制动踏板， 发动机就会保持关闭。只要 一松开刹车，或者转动方向 盘，发动机又会马上自动点 火，立即又可以踩油门起步 ，整个过程都处于D档状态。
缸内直喷发动机的燃烧效果图
FSI的特点：在进气道中已经产生可变涡流 ，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室 内，以分层填充的方式推动，使混合气体集 中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀 燃技术的混合比达到 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。Fra Baidu bibliotek
TSI（Twincharger Stratified Injection ）涡轮-机械增压发动机 和TFSI(Twincharger Fuel Stratified Injection )涡轮增压燃油分层喷射 发动机都是在FSI的基础上开发出 来的。
TSI是在FSI技术的基础上，安装 了一个涡轮增压器和一个机械增 压器，鉴于涡轮增压和机械增压 的特性，机械增压可以从怠速开 始就能为发动机提供增压效果， 弥补了涡轮增压系统的延时点， 所以TSI是一种及高效率的发动机 形式，会是动力性和燃油经济性 的完美统一。