第1个回答 2013-11-12
柴油发动机在近10年有了突飞猛进的发展，其性能已接近汽油机，又以良好的经济性和耐用性著称，而汽油发动机主要是在进气系统做些文章而没有重大突破，看来今天也只有背水一战了，把汽油喷嘴从进气歧管调到了前线——燃烧室，纵身火海，真有我不下地狱谁下地狱的悲怆。 在1954年，第一辆匹配4 冲程汽油喷射发动机的 轿车诞生了，它就是奔驰300SL，雾状燃油直接喷入进气歧管，比化油器发动机提供了更大的动力和更高的燃油经济性，可算是迈了一大步。自从单点和多点喷射技术在80年代普遍应用以来，技术上的改进一直在进气系统做文章，2、3、4、5气门、可变进气、可变气门升程及正时等，而没有实现根本的基因突变。我们今天的需求是既要有良好的燃油经济性又要有出色的动力表现。那么我们来看看汽油缸内直喷技术是否是汽油喷射发动机的基因突变。 汽油机缸内直喷作为新技术有着美好的前景 缸内直喷所宣扬的是通过均匀燃烧和分层燃烧，实现了高负荷、尤其是低负荷下的燃油削耗降低，动力还有很大提升。在部分负荷时具有的巨大节油作用体现在市内走走停停的交通状况下是多么诱人。今天，各大公司已经把目光锁定在了直喷，如博世公司开发了Motronic MED7汽油直喷系统，奥迪公司开发了FSI系统，奔驰开发了CGI系统，菲亚特则开发了JTS系统，虽然名字不同，但它们都代表了汽油缸内直喷。 直喷发动机潜力的证明是在2001年7月的勒芒24小时耐力赛上获胜的奥迪R8，它匹配着带双增压的V8 FSI直喷发动机。出色的表现使它领先一圈，良好的燃油经济性使它延长了加油的间隔，有力证明了直喷不仅有出色的动力表现，燃油还要节省8%。不仅是这些，R8车手认为发动机动力反映敏捷且非常到位。 奥迪第一款作为量产车匹配直喷发动机的车型是2002年3月在日内瓦车展展出的A2 1.6FSI。接下来是奥迪A4，匹配了110kW 2.0L FSI发动机，有别于96kW 的A4，使用了单柱塞高压油泵，4气门替代了5气门，显然是为了在燃烧室安装汽油喷嘴节省地方。A4 2.0 FSI最大扭矩200Nm出现在3250～4250rpm，0到100km/h的加速时间是9.6秒，最高时速218km/h。百公里综合油耗7.1L。 在2002年底，奔驰也上市了配有1.8L CGI汽油缸内直喷发动机的C级轿车，即C200 CGI。峰值功率是125kW，扭矩比上一代增加了15%，当发动机转速只有1500rpm时即可输出扭矩的75%，在3000rpm时输出最高扭矩250Nm，并持续到4500rpm。与相同排量C级车相比节油超过19%，综合油耗是7.8L/100km。排放达到欧Ⅳ。0到100km/h的加速时间是9.0秒，最高时速222km/h。与C200 CGI有着相同排量的C 180 KOMPRESSOR峰值功率是105kW，最高扭矩220Nm/2500rpm，0到100km/h的加速时间是9.7秒，最高时速222km/h，综合油耗8.2L/100km。从以上数值就可以看出这2款发动机的差距了。 作为后勤保障，供油系统为直喷提供了精确的高压喷射 供油系统的主要部件是：高压油泵、共轨、燃油压力传感器、压力控制阀、高压喷嘴和ECU。首先是对喷嘴的要求提高了，以前的喷嘴是安装在进气歧管，今天不同了，亲临前线，安装在了燃烧室，自然要经受住烈火的考验。高压电磁喷嘴扮演着重要的角色，电磁单元被激活的时间和油压决定了喷射量的多少。燃油喷射时间则被控制在几千分之一秒。 在奔驰C200 CGI发动机上，燃油以42度角喷入汽缸，燃油压力随发动机的工作特性从50～120巴，而传统4缸汽油喷射发动机的喷射压力是3.8巴。高压油泵由进气凸轮轴驱动，轨道中的油压由发动机电脑调节，并直接连接到喷嘴。压力信号取自压力传感器。部分负荷时，在低转速下压力是4到5巴，满足稀薄燃烧。奥迪的高压油泵同样由凸轮轴驱动，喷射压力最高到110巴。另一个需要具备的基本条件是要使用低硫汽油。 直喷技术产生了2个新的概念：均匀燃烧和分层燃烧 均匀燃烧:在全负荷时，燃油喷射与进气同步，燃油得到完全雾化，使混合汽均匀地充满燃烧室，自然会得到充分的燃烧，使发动机动力得到淋漓尽致的发挥。在均匀燃烧时有着和传统喷射发动机相同的空气与燃油混合
第2个回答 2013-11-12
缸内直喷又称FSI或者CGI，奥迪称为FSI，奔驰称之为CGI，含义都是一样的。它的原理是通过电脑控制、将燃油精确的直接喷射到燃烧室中。与传统的汽油喷射系统相比，直喷系统最大的优势在于其更优秀的热力学效果。因为汽油直喷系统可以根据发动机需要和驾驶条件来准确地控制汽油喷射量，从而可以和充足的空气进行几乎完全的燃烧，进而提升了工作效率。其用户利益是在提高车辆动力性的同时，提升了燃油使用效率，从而降低油耗并减少二氧化碳排放量，达到了节油与环保的双重功效I理论上，直喷发动机有两种燃烧模式：分层燃烧和均质燃烧。在一般的正常行驶状态下，发动机处于平顺的运转工况下，采用分层燃烧的状态，此时只有火花塞周围状态较好的油气混合体被点燃，这时周围的新鲜空气以及来自废气再循环的气体形成了很好的隔热保护，减少了缸壁散热，提升了热效率。大大降低了燃油消耗和尾气排放。在加速行驶状态下，发动机处于较为激烈的运转工况下，此时采用均质燃烧状态，燃烧室内充满均匀的油气混合体，充分的燃烧以提供强劲的动力。直喷发动机的整个工作过程：是通过燃油泵输出3——4bar的压力给高压油泵，高压油泵是由发动机凸轮轴带动的，并且使之加压到近200bar的压力。然后再输送到油轨并至高压喷油嘴，这些高压喷油嘴是通过发动机电脑精确控制的。燃油通过高压直接喷射到燃烧室内，使之完全雾化，达到充分的燃烧效果。
第3个回答 推荐于2017-10-12
FSI技术采用了两种不同的燃烧模式,即均质然烧模式和分层燃烧模式。均质燃烧模式是指在进气行程后期向燃烧室内喷入燃油，在进气行程与压缩行程中完成与空气的充分混合，并在点火时刻使缸内形成较为均匀的混合气，确保稳定点火。分层燃烧模式是指在压缩行程喷入燃油，随着压缩行程的进行，燃油与空气混合，直至点火时刻，从火花塞处至缸壁，燃油浓度由浓到稀，保证有效点火，火焰传播也正常，从而提高燃油经济性。
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,进而实现发动机的平台化和模块化。