介绍一下涡轮增压缸内直喷发动机

Question

越详细越好

Answer 1

缸内直喷又称FSI，FSI(Fuel Stratified Injection)燃料分层喷射技术代表着传统汽油引擎的一个发展方向。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，所以希望喷油嘴能够直接将燃油喷入汽缸。FSI就是大众集团开发的用来改善传统汽油发动机供油方式的不足而研制的缸内直接喷射技术，先进的直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，其控制的精确度接近毫秒，其关键是考虑喷射器的安装，必须在汽缸上部留给其一定的空间。由于汽缸顶部已经布置了火花塞和多个气门，已经相当紧凑，所以将其布置在靠近进气门侧。由于喷射器的加入导致了对设计和制造的要求都相当的高，如果布置不合理、制造精度达不到要求导致刚度不足甚至漏气只能得不偿失。另外FSI引擎对燃油品质的要求也比较高，目前国内的油品状况可能很难达到FSI引擎的要求，所以部分装配了FSI的进口高尔夫出现了发动机的水土不服。
此外，FSI技术采用了两种不同的注油模式，即分层注油和均匀注油模式。发动机低速或中速运转时采用分层注油模式。此时节气门为半开状态，空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部，由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时，少量的燃油由喷射器喷出，形成可燃气体。这种分层注油方式可充分提高发动机的经济性，因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外，燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可，而FSI使其与理想状态非常接近。当节气门完全开启，发动机高速运转时，大量空气高速进入汽缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。从而促进燃油充分燃烧，提高发动机的动力输出。电脑不断的根据发动机的工作状况改变注油模式，始终保持最适宜的供油方式。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放。
TSI涡轮增压汽油直喷发动机

TSI汽油直喷发动机是大众汽车在FSI汽油发动机的基础上，研发的一款技术领先、节能环保发动机。与传统汽油发动机相比，TSI汽油直喷发动机拥有更小的体积、更低的重量与更出色的动力输出。

技术优势

TSI汽油直喷发动机的涡轮增压系统能够让更多的空气进入汽缸，汽油经新型高压燃油泵和6孔喷油器直接喷入汽缸内与压缩空气混合，带来更理想的油气混合及更高的压缩比，使燃烧过程更充分，动力输出更强劲。

TSI汽油发直喷动机采用新一代可变截面技术，使涡轮增压器起效更早、响应更灵敏，扭矩输出平台范围更宽泛。此外，由于涡轮增压器的能量完全来自发动机排气，使得TSI汽油发动机较非增压发动机及其他增压方式发动机效率更高，在动力性能明显改善的同时，它的燃油消耗亦有较大幅度下降，而且车辆动态响应更迅速，中速加速性能更强。当然，它的先进设计还优化了发动机的振动及噪声，使乘坐者的舒适性得到大幅提高。

TSI汽油直喷发动机的高效动力输出和低污染排放，为低排量发动机带来了极大的发展潜力。例如，可以装备于速腾车型的1.4升TSI汽油发动机的动力输出能与一款普通2.0升汽油发动机相媲美，而燃油消耗有显著降低。在发动机很宽泛的一个转速范围内，这款1.4升TSI汽油发动机的动力性表现都十分优异，兼顾了低速时的扭矩输出和高速时的功率输出，在5000转/分的最大功率输出可达到96千瓦，在1750转/分~3500转/分可保持220牛米的最大扭矩输出，而在优良道路状况下则具有更加出色的燃油消耗。

参考资料：够详细吧

Answer 2

缸内直喷这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已经大量使用在包含VAG、BMW、Mercedes-Benz、GM以及Toyota（Lexus）车系上。 供油系统采用缸内直喷设计的最大优势，就在于燃油是以极高压力直接注入于燃烧室中，因此除了喷油嘴的构造和位置都异于传统供油系统，在油气的雾化和混合效率上也更为优异。加上近来车上各项电子系统的控制技术大幅进步，计算机对于进气量与喷油时机的判读与控制也愈加精准，因此在搭配上缸内直喷技术以使得发动机的燃烧效率大幅提升下，除了发动机得以产生更大动力，对于环保和节能也都有正面的帮助。
但是缸内直喷科技也并非无敌，因为从经济层面来看，采用缸内直喷的供油系统除了在研发过程必须花费更大成本，在部品构成复杂且精密的情况下，零组件的价格也比起传统供油系统来得昂贵，因此这些都是未来缸内直喷发动机尚待克服的要素。
涡轮增压器最早是在民用柴油车上大批使用的。其中，奔驰300SD和大众高尔夫增压柴油版是当时最具代表性的车辆。使用涡轮增压器也突然变为非常时髦的事情，各公司都有起码一款高配置的车型使用该装置，甚至被视为高科技和高档的象征。
缸内直喷技术早先年一直是柴油机的专利，现在汽油机高调“拿来主义”采用这种技术，主要是为精确分层燃烧作出了较大的贡献。从化油器时代的主气道混合进油气到早几年普及的多点电喷单独进气歧管混合油气，再到现在最新的缸内直喷。油气混合方式有了更精确的方式。
缸内直喷技术的特点可分为：均匀燃烧和分层燃烧。所谓均匀燃烧：就是燃油充分的燃烧，使发动机动力得到淋漓尽致的发挥。也就是说较低的燃油消耗，获得高动力输出和扭矩值。而缸内直喷发动机出色的经济性主要表现在分层燃烧。分层燃烧使得发动机在中、低速时燃油非常节省。另一个优点是，在燃烧时空气层隔绝了热，减少了热量向汽缸壁的传递，从而减少了热量损失提升了发动机热效率。