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浅谈FSI技术及其基本工作原理
FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写,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。奥迪采用的FSI燃油直喷技术在同等排量下实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合,是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术,并引领了汽油发动机的发展趋势。
1绪论
近年来,为了解决车用发动机排放造成的环境污染问题和日益严峻的能源问题,世界各国开发了许多发动机新技术。如汽油缸内直喷、自发点火、复合火花点火、涡轮增压、可变压缩比、可变排量、全电子控制气门等技术,其中奥迪汽油机缸内直喷技术无论在节能还是在降低排放效果方面均十分明显,已成为车用汽油机一个十分重要的发展方向。
 国内外汽油缸内直喷发动机研究发展状况
按喷射方式的不同,汽油直喷发动机的发展经过了三代。第一代称为壁面引导(Wall-guided)直喷型,利用缸内空气流动使油气混合物成层,实现了稀薄燃烧;第二代称为按化学计量混合直喷型,以理论混合比混合燃料和空气。而奥迪轿车FSI新发动机采用第三代直喷技术,只需将燃料喷射成雾状,借助空气运动以及活塞顶面特殊的凹陷形状,便可局部形成燃料较浓的区域,通过在这一区域附近设置点火火花塞来实现分层燃烧(稀薄燃烧)。
汽油缸内直接喷射燃烧是汽车发动机的一项新技术。它的基础技术借鉴于柴油机的燃油喷射技术,于20世纪30年代开始研制开发。但受当时内燃机技术水平和自动控制技术水平的限制,开发的发动机性能并不理想,长期以来进展缓慢,没有得到实际的应用。随着电子控制技术的进步,各国加大了对汽油机直喷技术的研究。三菱公司与大众公司相继推出了批量生产的新机型,欧美一些著名研究机构与生产企业如AVL、FEV、***等也公布了各自的研究成果。这些对汽油机直喷技术研究成果基本包括:①可以实现分层稀燃, 使汽油机压缩比提高至12~14。②部分负荷时采用像柴油机那样的质调节(无节气门的节流损失),可大幅度提高指示效率,达到节能
15%~20%的目标,即达到直喷式柴油机的燃油经济性水平。③冷起动时无须加浓,降低未燃碳氢。④因进气充量温度较低,所以具有较高的充气效率和抗爆震特性。⑤因汽油直接喷入缸内,即使在低温下也具有良好的加速响应性和优异的瞬态驱动特性。
FSI技术概念
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。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。
FSI特点
FSI发动机按照发动机负荷工况,基本上可以自动选择2种运行模式。在低负荷时为分层稀薄燃烧,在高负荷时则为均质理论空燃比(-)燃烧。在这两种运行模式中,燃料的喷射时间有所不同,真空作动的开关阀进行开启/关闭。在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中,燃油则是在进气冲程中喷射。理论空燃比的均质混合气易于燃烧,不必借助涡流作用,因此,由于进气阻力减少,开关阀打开。而在全负荷以外,进行废气再循环,限制泵吸损失,,即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中,仍能降低燃油耗。进一步