影响
基本原理
分层充气模式
混合形成区
混合气形成
– 混合气形成只发生在40° - 50° 曲轴角之间
• 如果曲轴角小于这个范围 Æ 无法点燃混合气
• 如果曲轴角大于这个范围Æ 混 合气就变成均质充气了
– 空气-燃油比 λ=1,6 - 3
基本原理
分层充气模式
燃烧区
燃烧 – 只有混合好的气雾被点火燃烧 – 混合好的气雾周围的气体起隔离作
燃油消耗
5档手动变速器
每缸四气门
带有液压支承元
件的辊子摇臂
进气门打开 进气门关闭 排气门打开
上止点后28 ° 下止点后48 ° 下止点前28 °
排气门关闭 上止点前8 °
42 °曲轴角
4.8L发动机机油(包括滤清器) 城市 公路 平均
引言
NOx - 问题
分层充气模式 排 放
均质稀混合气模式 均质模式
空气-燃油比
– 在稀混合气模式时 NOx-含 量较高
– 传统的三元催化净化器无 法对氮氧化物进行足够的 转换
– 因此研制了 NOx-存储式催 化净化器, 满足 EU4排放 标准
引言
燃油中的硫成分
NOX存储能力%
行驶里程 Km 壳牌超级无铅汽油ROZ99（<10ppm硫） 高级无铅汽油ROZ98 （<100ppm硫） 高级无铅汽油ROZ95 （<150ppm硫）
引言
废气再循环率高
– 强制分层充气可使废气再循环率高达35% – 废气再循环:
• 在分层充气模式总发生 • 在均质模式 （转速低于4000 1/min 且中等负荷时）发
生， 但在怠速时不发生
引言
压缩比高
– 吸入的空气通过直接喷入燃烧室来冷却下来 • 降低了爆震的可能性 • 可提高压缩比，这就提高了压缩终了压力 • 热效率提高了
基本原理
分层充气模式
节气门 进 气歧管翻板
上进气道
进气 – 节气门打开（节流损失小） – 进气歧管翻板封住下进气道, 于是
空气运动就加速了 – 吸入的空气呈旋转状进入气缸
旋转气流 气流凹坑
基本原理
分层充气模式
高压喷油阀 燃油凹坑
气流凹坑
喷油 – 喷油开始于约上止点前 60° – 喷油结束于约上止点前 45° – 燃油被喷射到燃油凹坑内 – 喷油时刻对混合气的形成有很大
燃烧区
基本原理
均质模式
进气歧管翻板 节气门
上进气道 下进气道
进气
– 节气门按照油门踏板的位置 来打开
– 进气歧管翻板根据工作点来 打开或关闭
• 在中等负荷和转速范围 时是关闭的
基本原理
均质模式
高压喷油阀
– 喷油、混合气形成和燃烧与均质稀 混合气模式是一样的
– 空气-燃油混合气 λ = 1
均质混合气分配
– 与 NOx化学性质相似，硫 也同样存储在 NOx-存储 式催化净化器中
– 燃油中的硫越多，存储式 催化净化器就必须更频繁 地 进行还原反应。
– 提高了燃油消耗
引言
节气门开的优点
节气门
– 在分层充气模式和均质稀 混合气模式 时λ为 1,55 和3
– 进一步将节气门打开，吸 入的空气遇到的阻力就更 小了
燃烧区
技术数据
技术数据
FSI-发动机（ Audi）
Audi A4 上的2,0l FSI
Audi A2 上的1,6l FSI
技术数据
Audi A4上的 2,0 FSI 发动机
发动机代码 排量
缸径 行程 压缩比
功率 扭矩
扭
功
矩
率
发动机管理系统
气门
气门控制
气门正时
转速
进气门调节范围 排放等级 机油加注量
引言
稀混合气模式的优点
混合气区域
– 在分层充气模式时发动机 的λ 值为 1,6 - 3
– 在均质稀混合气模式时λ 约为 1,55
– 因此燃油消耗较低
（分层充气模式）
引言
缸壁热损耗小
燃烧区域 （分层充气模式）
– 由于分层充气模式的燃烧 只发生在火花塞附近，所 以缸壁上的热损耗是很少 的
– 热效率提高了
基本原理
均质稀混合气模式
喷油 – 燃油约在点火上止点前
300° 时喷入（吸气行程） – 空气-燃油比约 λ = 1,55
喷射油束 空气流
基本原理
均质稀混合气模式
混合气形成 – 可用时间较长
• 均质混合气分配
稀混合气分配
基本原理
均质稀混合气模式
燃烧 – 燃烧发生在整个燃烧室内 – 点火时刻可自由选择
FSI - 汽油直喷系统
FSI - 汽油直喷系统
目录
引言 基本原理 技术数据 发动机机械部分 进气系统 燃油系统 排气系统
引言
FSI - Die Einspritztechnik der Zukunft
– FSI = Fuel Stratified Injektion = geschichtete Kraftstoffeinspritzung – Einführung der FSI - Technologie wegen immer höheren
引言
扩展的超速（变速器转速高于发动机转速）切断
混合气形成区
– 在变速器转速恢复到低于发 动机转速的过程中，气缸壁 不会沉积燃油
• 燃油基本上被完全转化成 可用能量了
• 即使在恢复转速较低时， 发动机也能稳定运行
基本原理
基本原理
工况模式
– 共有三种工况： • 分层充气模式 • 均质稀混合气模式 • 均质混合气模式
Einspritzmotoren
引言
为何要使用汽油直喷系统
燃
从
油
节 省
到
率
---- %
电
子
调
节 冷 却 系 统
凸 轮 轴 正 时
废 气
调
再
节
循
环
可 变 压 缩 比
气 缸 关 闭全可变气门
机
稀
构
混
嗻
合
机
电
气
械
子
模
式
气
式
嗼
门
嗻
机
均
构
质
嗼
差
异
范
汽
围
油
直
喷
装
置
– 最节省燃油，最高可达 20% – 还有较大的开发潜力
Abgasbestimmungen – Kraftstoff wird direkt in den Brennraum eingespritzt – Ermöglicht mehr Leistung bei geringerem Verbrauch – Kraftstoffeinsparung bis zu 15% gegenüber herkömmlichen
用 • 缸壁热损耗小 • 热效率提高了 – 点火时刻范围窄
基本原理
分层充气模式
节气门不能完全打开，因为总是得保持一定的真空（用于 活性炭罐装置和废气再循环装置）
发动机所产生的扭矩大小只取决于喷油量， 在这里吸入 的空气量和点火角并没有多大意义。
基本原理
均质稀混合气模式
节气门 进气歧管翻板
进气 – 与分层充气相同 – 节气门大开 – 进气歧管翻板关闭