汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

1、自然吸氣相對(duì)渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)：1.相比之下溫度稍低，從而產(chǎn)生的積碳問題輕一些。2.發(fā)動(dòng)機(jī)壽命相對(duì)長些。3.動(dòng)力輸出相對(duì)較為線性。4技術(shù)可靠性高、耐久性好以同等動(dòng)力輸出而不是同等排量來比較，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)榕帕扛?，所以在渦輪不全力工作的狀態(tài)下，它比同等動(dòng)力水平的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)更加省油。例如：一臺(tái)1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力水平相等于另一臺(tái)2.4L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，彼此都全力工作時(shí)，大家的油耗可能差不多；但當(dāng)這兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在90km/h等速巡航這種低負(fù)荷工作時(shí)，1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪由于未充分介入工作，這時(shí)氣缸內(nèi)部實(shí)際工作排量只有 1.8L，而另一臺(tái)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作排量始終為2.4L，這時(shí)候1.8T帶渦輪的比2.

2、4L自然吸氣的更省油。增壓就是將空氣預(yù)先壓縮然后再供入氣缸，以期提高空氣密度、增加進(jìn)氣量的一項(xiàng)技術(shù)。由于進(jìn)氣量增加，可相應(yīng)地增加循環(huán)供油量，從而可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率。同時(shí)，增壓還可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性。實(shí)踐證明，在小型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用渦輪增壓或機(jī)械增壓，當(dāng)汽車以正常的經(jīng)濟(jì)車速行駛時(shí)，不僅可以獲得相當(dāng)好的燃油經(jīng)濟(jì)性，而且還由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加，可以得到駕駛?cè)怂谕牧己玫募铀傩?。第一?jié) 概述增壓有渦輪增壓、機(jī)械增壓和氣波增壓等三種基本類型。實(shí)現(xiàn)空氣增壓的裝置稱為增壓器。各種增壓類型所用的增壓器分別稱為渦輪增壓器、機(jī)械增壓器和氣波增壓器。機(jī)械增壓器由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸經(jīng)齒輪增速器驅(qū)動(dòng)，或由曲軸齒形傳動(dòng)帶輪經(jīng)齒形傳

3、動(dòng)帶及電磁離合器驅(qū)動(dòng)。機(jī)械增壓能有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，與渦輪增壓相比，其低速增壓效果更好。另外，機(jī)械增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)容易匹配，結(jié)構(gòu)也比較緊湊。但是，由于驅(qū)動(dòng)增壓器需消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，因此燃油消耗率比非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)略高。第一節(jié) 概述渦輪增壓器由渦輪機(jī)和壓氣機(jī)構(gòu)成。將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣引入渦輪機(jī)，利用廢氣所包含的能量推動(dòng)渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)與其同軸安裝的壓氣機(jī)葉輪工作，新鮮空氣在壓氣機(jī)內(nèi)增壓后進(jìn)入氣缸。渦輪增壓也稱排氣渦輪增壓，渦輪增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)沒有機(jī)械的聯(lián)系。渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性比機(jī)械增壓和非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都好，并可大幅度地降低有害氣體的排放和噪聲水平。渦輪增壓的缺點(diǎn)是低速時(shí)轉(zhuǎn)矩增加不多，而且在發(fā)動(dòng)機(jī)工

4、況發(fā)生變化時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)差，致使汽車加速性，特別是低速加速性較差。氣波增壓器中有一個(gè)特殊形狀的轉(zhuǎn)子，由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶輪經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子中發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣直接與空氣接觸，利用排氣壓力波使空氣受到壓縮，以提高進(jìn)氣壓力。氣波增壓器結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，工作溫度不高，不需要耐熱材料，也無需冷卻。與渦輪增壓相比，其低速轉(zhuǎn)矩特性好，但是體積大，噪聲高，安裝位置受到一定的限制。目前，這種增壓器還只能在低速范圍內(nèi)使用。由于柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速比較低，因此多用于柴油機(jī)上。第二節(jié) 機(jī)械增壓一、機(jī)械增壓系統(tǒng)電控汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)上所采用的一種機(jī)械增壓系統(tǒng)示意圖。圖中機(jī)械增壓器6為羅茨式壓氣機(jī)，由曲軸帶輪12經(jīng)傳動(dòng)帶和電磁離

5、合器帶輪11驅(qū)動(dòng)增壓器6工作?？諝饨?jīng)增壓器增壓后再經(jīng)中冷器7降溫，然后進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在小負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不需要增壓，這時(shí)電控單元(ECU)17根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器3的信號(hào)，使電磁離合器斷電，增壓器停止工作。與此同時(shí)，電控單元向進(jìn)氣旁通閥5通電使其開啟，空氣經(jīng)旁通閥及旁通管道進(jìn)入氣缸。爆燃傳感器9安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，它將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆燃的信號(hào)傳輸給電控單元，電控單元?jiǎng)t發(fā)出相應(yīng)的指令減小點(diǎn)火提前角，以消除爆燃。二、機(jī)械增壓器在機(jī)械增壓器當(dāng)中，羅茨式壓氣機(jī)最廣為人知。它由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、傳動(dòng)齒輪、殼體、后蓋和齒輪室罩等構(gòu)成。在壓氣機(jī)前端裝有電磁離合器及電磁離合器帶輪。在羅茨式壓氣機(jī)中有兩個(gè)轉(zhuǎn)子。發(fā)動(dòng)機(jī)曲

6、軸帶輪經(jīng)傳動(dòng)帶、電磁離合器帶輪和電磁離合器驅(qū)動(dòng)其中的一個(gè)轉(zhuǎn)子，而另一個(gè)轉(zhuǎn)子則由傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)與第一個(gè)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的前后端支承在滾子軸承上，滾子軸承和傳動(dòng)齒輪用合成高速齒輪油潤滑。在轉(zhuǎn)子軸的前后端裝置油封，以防止?jié)櫥吐┤雺簹鈾C(jī)殼體內(nèi)。第二節(jié) 機(jī)械增壓羅茨式壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩葉的，也有三葉的。通常兩葉轉(zhuǎn)子為直線型，而三葉轉(zhuǎn)子為螺旋型。三葉螺旋型轉(zhuǎn)子有較低的工作噪聲和較好的增壓器特性。在相互嚙合的轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體之間都有很小的間隙，并在轉(zhuǎn)子表面涂敷樹脂，以保持轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體間較好的氣密性。轉(zhuǎn)子用鋁合金制造。第二節(jié) 機(jī)械增壓羅茨式壓氣機(jī)的工作原理。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣從壓氣機(jī)入口吸入，

7、在轉(zhuǎn)子葉片的推動(dòng)下空氣被加速，然后從壓氣機(jī)出口壓出。出口與進(jìn)口的壓力比可達(dá)1.8。羅茨式壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、壽命長，供氣量與轉(zhuǎn)速成正比。三、電磁離合器電磁離合器安裝在傳動(dòng)帶輪中。電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的需要，發(fā)出接通或切斷電磁離合器電源的指令，以控制增壓器的工作。當(dāng)接通電源時(shí)，電磁線圈通電，主動(dòng)板吸引從動(dòng)摩擦片，使離合器處于接合狀態(tài)，增壓器工作。當(dāng)切斷電源時(shí)，電磁線圈斷電，主動(dòng)板與從動(dòng)摩擦片分開，增壓器停止轉(zhuǎn)動(dòng)。一、渦輪增壓系統(tǒng)1. 單渦輪增壓渦輪增壓系統(tǒng)分為單渦輪增壓系統(tǒng)和雙渦輪增壓系統(tǒng)。只有一個(gè)渦輪增壓器的增壓系統(tǒng)為單渦輪增壓系統(tǒng)。渦輪增壓系統(tǒng)除渦輪增壓器之外，還包括進(jìn)氣旁通閥、排氣

8、旁通閥和排氣旁通閥控制裝置等。2. 雙渦輪增壓六缸汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的雙渦輪增壓系統(tǒng)。其中兩個(gè)渦輪增壓器并列布置在排氣管中，按氣缸工作順序把1、2、3缸作為一組，4、5、6缸作為另一組，每組三個(gè)氣缸的排氣驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪增壓器。因?yàn)槿齻€(gè)氣缸的排氣間隔相等，所以增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。另外，把三個(gè)氣缸分成一組還可防止各缸之間的排氣干擾。此系統(tǒng)除包括渦輪增壓器、進(jìn)氣旁通閥、排氣旁通閥及排氣旁通閥控制裝置之外，還有中冷器、諧振室和增壓壓力傳感器等。二、 渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理車用渦輪增壓器由離心式壓氣機(jī)和徑流式渦輪機(jī)及中間體三部分組成。增壓器軸通過兩個(gè)浮動(dòng)軸承支承在中間體內(nèi)。中間體內(nèi)有潤滑和冷卻軸承的油道，還

9、有防止機(jī)油漏入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)中的密封裝置等。1.離心式壓氣機(jī)離心式壓氣機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)葉輪、無葉式擴(kuò)壓管及壓氣機(jī)蝸殼等組成。葉輪包括葉片和輪轂，并由增壓器軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪，并在離心力的作用下沿著壓氣機(jī)葉片之間形成的流道，從葉輪中心流向葉輪的周邊?？諝鈴男D(zhuǎn)的葉輪獲得能量，使其流速、壓力和溫度均有較大的增高，然后進(jìn)入葉片式擴(kuò)壓管。擴(kuò)壓管為漸擴(kuò)形流道，空氣流過擴(kuò)壓管時(shí)減速增壓，溫度也有所升高。即在擴(kuò)壓管中，空氣所具有的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。擴(kuò)壓管分葉片式和無葉式兩種。無葉式擴(kuò)壓管實(shí)際上是由蝸殼和中間體側(cè)壁所形成的環(huán)形空間。無葉式擴(kuò)壓管構(gòu)造簡單，工況變化對(duì)壓

10、氣機(jī)效率的影響很小，適于車用增壓器。葉片式擴(kuò)壓管是由相鄰葉片構(gòu)成的流道，其擴(kuò)壓比大，效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工況變化對(duì)壓氣機(jī)效率有較大的影響。蝸殼的作用是收集從擴(kuò)壓管流出的空氣，并將其引向壓氣機(jī)出口?？諝庠谖仛ぶ欣^續(xù)減速增壓，完成其由動(dòng)能向壓力能轉(zhuǎn)變的過程。壓氣機(jī)葉輪由鋁合金精密鑄造，蝸殼也用鋁合金鑄造。2.徑流式渦輪機(jī)渦輪機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的裝置。徑流式渦輪機(jī)由蝸殼、噴管、葉輪和出氣道等組成。蝸殼4的進(jìn)口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)蝸殼引導(dǎo)進(jìn)入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。排氣流過噴管時(shí)降壓、降溫、增速、膨脹，使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。由噴管流出的高速氣流沖擊

11、葉輪，并在葉片所形成的流道中繼續(xù)膨脹作功，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)葉輪經(jīng)常在900高溫的排氣沖擊下工作，并承受巨大的離心力作用，所以采用鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。用質(zhì)量輕并且耐熱的陶瓷材料可使渦輪機(jī)葉輪的質(zhì)量大約減小2/3，渦輪增壓加速滯后的問題也在很大程度上得到改善。噴管葉片用耐熱和抗腐蝕的合金鋼鑄造或機(jī)械加工成形。蝸殼用耐熱合金鑄鐵鑄造，內(nèi)表面應(yīng)該光潔，以減少氣體流動(dòng)損失。第三節(jié) 渦輪增壓3.轉(zhuǎn)子渦輪機(jī)葉輪、壓氣機(jī)葉輪和密封套等零件安裝在增壓器軸上，構(gòu)成渦輪增壓器轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子以超過100000r/min，最高可達(dá)200000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因此，轉(zhuǎn)子的平衡是非常重要的。增壓器軸在工作中

12、承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變應(yīng)力，一般用韌性好、強(qiáng)度高的合金鋼40Cr或18CrNiWA制造。4.增壓器軸承增壓器軸承的結(jié)構(gòu)是車用渦輪增壓器可靠性的關(guān)鍵之一。現(xiàn)代車用渦輪增壓器都采用浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承實(shí)際上是套在軸上的圓環(huán)。圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有間隙，形成雙層油膜。圓環(huán)浮在軸與軸承座之間。一般內(nèi)層間隙為0.05mm左右，外層間隙大約為0.1mm。軸承壁厚約34.5mm，用錫鉛青銅合金制造，軸承表面鍍一層厚度約為0.0050.008mm的鉛錫合金或金屬銦。在增壓器工作時(shí)，軸承在軸與軸承座中間轉(zhuǎn)動(dòng)。增壓器工作時(shí)產(chǎn)生軸向推力，由設(shè)置在壓氣機(jī)一側(cè)的推力軸承承受。為了減少摩擦，在整體式推力軸承兩端的止推

13、面上各加工有四個(gè)布油槽；在軸承上還加工有進(jìn)油孔，以保證止推面的潤滑和冷卻。三、增壓壓力的調(diào)節(jié)在汽車渦輪增壓系統(tǒng)中設(shè)置進(jìn)、排氣旁通閥，是調(diào)節(jié)增壓壓力最簡單、成本最低而又十分有效的方法。排氣旁通閥的工作原理。控制膜盒中的膜片將膜盒分為上、下兩個(gè)室，上室為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機(jī)出口相通，下室為膜片彈簧室，膜片彈簧作用在膜片上，膜片通過連動(dòng)桿與排氣旁通閥連接。當(dāng)壓氣機(jī)出口壓力，也就是增壓壓力低于限定值時(shí)，膜片在膜片彈簧的作用下上移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥關(guān)閉；當(dāng)增壓壓力超過限定值時(shí)，增壓壓力克服膜片彈簧力，推動(dòng)膜片下移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥打開，使部分排氣不經(jīng)過渦輪機(jī)直接排放到大氣中，從而達(dá)到控

14、制增壓壓力及渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。在有些發(fā)動(dòng)機(jī)上，排氣旁通閥的開閉由電控單元控制的電磁閥操縱。電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，由預(yù)存的增壓壓力脈譜圖確定目標(biāo)增壓壓力，并與增壓壓力傳感器檢測到的實(shí)際增壓壓力進(jìn)行比較，然后根據(jù)其差值來改變控制電磁閥開閉的脈沖信號(hào)占空比，以此改變電磁閥的開啟時(shí)間，進(jìn)而改變排氣旁通閥的開度，控制排氣旁通量，借以精確地調(diào)節(jié)增壓壓力雖然排氣旁通閥在渦輪增壓汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，但是排氣旁通之后，排氣能量的利用率下降，致使在高速大負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性變差。在大排量重型車用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上多采用渦輪機(jī)噴管出口截面可變的渦輪增壓器，簡稱變截面渦輪增壓器。在這種渦輪增壓器中，通

15、過改變噴管出口截面積來調(diào)節(jié)增壓壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，縮小噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速增大，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速隨之升高，增壓壓力和供氣量都相應(yīng)增加；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速工作時(shí)，增大噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速減小，渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)降低，這樣增壓器將不會(huì)超速，增壓壓力也不致于過高。在有葉徑流式渦輪機(jī)中，可以采用轉(zhuǎn)動(dòng)噴管葉片的方法來改變噴管出口截面積。噴管葉片與齒輪相連，齒輪與齒圈嚙合，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，齒圈或向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與其嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并使噴管葉片隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使噴管出口截面積發(fā)生改變。對(duì)于無葉徑流式渦輪機(jī)，可以在噴管出口處安裝軸向移動(dòng)的擋板來調(diào)節(jié)無葉噴管出口截面積。改變渦輪機(jī)

16、進(jìn)口截面積方法。在渦輪機(jī)的進(jìn)口處安裝一個(gè)可擺動(dòng)27°角的舌片，可動(dòng)舌片的轉(zhuǎn)軸固定在渦輪機(jī)殼體上，可動(dòng)舌片的擺動(dòng)即渦輪機(jī)進(jìn)口截面積的變化由電控單元根據(jù)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行控制。TSI    在國外大眾的1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)上以及進(jìn)口尚酷1.4T，TSI代表的是Twincharger Fuel Stratified Injection這幾個(gè)單詞首字母的縮寫，通過字母表面意思可以理解為雙增壓+分層燃燒+噴射的意思。TSI發(fā)動(dòng)機(jī)是在FSI技術(shù)的基礎(chǔ)之上,安裝了一個(gè)渦輪增壓器和一個(gè)機(jī)械增壓器,鑒于渦輪增壓和機(jī)械增壓的特性，機(jī)械增壓可以從怠速開始就能為發(fā)動(dòng)機(jī)提供增壓效果,

17、彌補(bǔ)了渦輪增壓系統(tǒng)的延時(shí)缺點(diǎn),所以TSI是一種極高效率的發(fā)動(dòng)機(jī)形式,會(huì)是動(dòng)力性與燃油燃油經(jīng)濟(jì)性的完美統(tǒng)一。Twincharger Fuel Stratified Injection    不過，國內(nèi)生產(chǎn)的1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)則閹割了機(jī)械增壓和分層燃燒，僅保留了渦輪增壓和缸內(nèi)直噴。    而大眾1.8/2.0TSI中的“TSI”則代表著Turbo Fuel Stratified Injection,通過字母表面意思可以理解為渦輪增壓+分層燃燒+缸內(nèi)直噴的意思，不過國內(nèi)則省掉了分層燃燒。TFSI    F

18、SI是大眾/奧迪的汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)，F(xiàn)SI可將燃油直接噴入燃燒室，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失，從而增大了輸出功率并降低了燃油消耗，對(duì)于燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性都有幫助。    TFSI就是帶渦輪增壓（T)的FSI發(fā)動(dòng)機(jī)，簡稱TFSI，一般奧迪系列車型會(huì)這么稱呼，大眾系列直噴且?guī)г鰤旱陌l(fā)動(dòng)機(jī)簡稱為TSI。    不過由于國內(nèi)油品的問題，國產(chǎn)奧迪TFSI并沒有使用分層燃燒技術(shù)。FSI    FSI，它所代表的單詞直譯為燃油分層噴射，它是大眾汽車直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)志代碼。那么FSI發(fā)動(dòng)機(jī)有什么好處？裝載它的汽車又能帶給我們?cè)鯓?/p>

19、的驚喜呢？    與那些把汽油噴入進(jìn)氣歧管的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，F(xiàn)SI發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)勢有：動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、功率和扭矩可以同時(shí)提升、燃油消耗降低。FSI是目前大眾主推的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)     理論上，F(xiàn)SI發(fā)動(dòng)機(jī)有至少兩種燃燒模式：分層燃燒和均質(zhì)燃燒，有人還把均質(zhì)燃燒模式細(xì)分為均質(zhì)稀燃模式和均質(zhì)燃燒模式。從FSI所代表的Fuel Stratified Injection含義上看，分層燃燒應(yīng)該是FSI發(fā)動(dòng)機(jī)的精髓與特點(diǎn)，不過也可以理解為它的研發(fā)起點(diǎn)和基礎(chǔ)。    分層燃燒的好處在于熱效率高、節(jié)流損失少、有限的燃料盡

20、可能多地轉(zhuǎn)化成工作能量。分層燃燒模式下節(jié)氣門不完全打開，保證進(jìn)氣管內(nèi)有一定真空度（可以控制廢氣再循環(huán)和碳罐等裝置）。這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩大小取決于噴油量，與進(jìn)氣量和點(diǎn)火提前角關(guān)系不大。    分層燃燒模式在進(jìn)氣過程中節(jié)氣門開度相對(duì)較大，減少了一部分節(jié)流損失。進(jìn)氣過程中的關(guān)鍵是進(jìn)氣歧管中安置一翻版，翻版向上開啟（原理性質(zhì)，實(shí)際機(jī)型可能有所不同）封住下進(jìn)氣歧管，讓進(jìn)氣加速通過，與形活塞頂配合，相成進(jìn)氣渦旋。    分層燃燒時(shí)噴油時(shí)間在上止點(diǎn)前60°至上止點(diǎn)前45°，噴射時(shí)刻對(duì)混合氣的形成有很大影響，燃油被噴射在

21、活塞頂?shù)陌伎觾?nèi)，噴出的燃油與渦旋進(jìn)氣結(jié)合形成混合氣。混合氣形成發(fā)生在曲軸轉(zhuǎn)角40°至50°范圍內(nèi)，如果小于這個(gè)范圍，混合氣無法點(diǎn)燃，若大于，就變成均質(zhì)狀態(tài)了。分層燃燒的空燃比一般在1.6-3之間。    點(diǎn)火時(shí)，只有火花塞周圍混合狀態(tài)較好的氣體被點(diǎn)燃，這時(shí)周圍的新鮮空氣以及來自廢氣再循環(huán)的氣體形成了很好的隔熱保護(hù)，減少了缸臂散熱，提升了熱效率。點(diǎn)火時(shí)刻的控制也很重要，它只在壓縮過程終了的一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。  分層燃燒演示視頻    均質(zhì)稀燃模式混合氣形成時(shí)間長，燃燒均勻，通過精確控制噴油，可以達(dá)

22、到較低的混合氣濃度。均質(zhì)稀燃的點(diǎn)火時(shí)間選擇范圍寬泛，有很好的燃油經(jīng)濟(jì)性。    均質(zhì)稀燃與分層燃燒的進(jìn)氣過程相同，油氣混合時(shí)間加長，形成均質(zhì)混合氣。燃燒發(fā)生在整個(gè)燃燒室內(nèi)，對(duì)點(diǎn)火時(shí)間的要求沒分層燃燒那么嚴(yán)格。均質(zhì)稀燃的空燃比大于1。FSI發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖    均質(zhì)燃燒則能充分發(fā)揮動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，扭矩和功率高的特點(diǎn)。均質(zhì)燃燒進(jìn)氣過程中節(jié)氣門位置由油門踏板決定，進(jìn)氣歧管中的翻版位置視不同情況而定。當(dāng)中等負(fù)荷時(shí)，翻版依然是關(guān)閉的，有利于形成強(qiáng)烈的進(jìn)氣旋流，利于混合氣的形成與霧化。當(dāng)高速大負(fù)荷時(shí)，翻版打開，增大進(jìn)氣量，讓更多的空氣參與燃燒。均質(zhì)燃燒

23、的噴油、混合氣形成與燃燒和均質(zhì)稀燃模式基本一樣。均質(zhì)燃燒情況下空燃比小于或等于1。    以上三種燃燒狀態(tài)是FSI發(fā)動(dòng)機(jī)特有的燃燒控制模式，但其中有些方面還停留在理論優(yōu)勢方面?，F(xiàn)在奧迪在全球發(fā)布的FSI發(fā)動(dòng)機(jī)還都采用均質(zhì)燃燒模式，這不是說分層燃燒不可實(shí)現(xiàn)，而只是說分層燃燒實(shí)施的成本或時(shí)機(jī)還不成熟。主要表現(xiàn)在分層燃燒用稀混合氣，提高了缸內(nèi)溫度也提高了氮氧化物這樣的有害排放物。對(duì)于稀混合氣，普通的三元催化器很難把氮氧化物轉(zhuǎn)換干凈，那么需要額外的降低氮氧化物的催化轉(zhuǎn)換器，無疑加重了空間和成本的負(fù)擔(dān)。另外，現(xiàn)階段高硫含量的汽油對(duì)此催化器損害很大，因此還有改造煉油設(shè)備，提升

24、燃油品質(zhì)的成本。奔馳的CGI發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了直噴技術(shù)    沒有了分層燃燒會(huì)不會(huì)讓FSI發(fā)動(dòng)機(jī)的原有優(yōu)勢蕩然無存？答案是否定的。即使沒有應(yīng)用分層燃燒，F(xiàn)SI發(fā)動(dòng)機(jī)還有能提升壓縮比，降低燃燒殘油量的特點(diǎn)。FSI發(fā)動(dòng)機(jī)采用缸內(nèi)直噴，汽油在缸內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生內(nèi)部冷卻效果，這樣就降低了爆震的可能性，可適當(dāng)提升壓縮比。而進(jìn)氣渦旋與氣門正時(shí)的配合能使沒燃燒的殘油得到良好的再利用。這樣，F(xiàn)SI發(fā)動(dòng)機(jī)仍能在提高動(dòng)力，降低油耗方面有較大的作為。      FSI發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的效果可以從奧迪公司公布的發(fā)動(dòng)機(jī)指標(biāo)看出來。以3.2升FSI和4.2升

25、FSI為例，對(duì)比的機(jī)型分別是以前的3.0升和4.2升汽油機(jī)。功率上，3.2升FSI發(fā)動(dòng)機(jī)是257馬力，比原機(jī)型的218馬力提升了39馬力，4.2升FSI發(fā)動(dòng)機(jī)的350馬力比原機(jī)型的335馬力提升了15馬力；在最大扭矩上，是3.2升FSI的330牛米對(duì)原機(jī)型的290牛米，4.2升FSI的440對(duì)原機(jī)型的420牛米。 大眾在國內(nèi)生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)取消了分層燃燒，僅剩直噴SIDI    通用將燃油直噴技術(shù)的代號(hào)為SIDI，SIDI是Spark Ignition Direct Injection的縮寫，直譯為火花點(diǎn)燃直接噴射技術(shù)。   

26、其實(shí)現(xiàn)的原理和一般的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)并無二致：凸輪軸驅(qū)動(dòng)的燃油泵為供油系統(tǒng)提供高壓燃油，共軌噴油嘴將高壓燃油直接注入汽缸，點(diǎn)火時(shí)間就可以得到精確的控制，而且高壓噴射和極細(xì)的噴嘴設(shè)計(jì)則保證了噴油量的精確計(jì)算。缸內(nèi)直噴技術(shù)代替了傳統(tǒng)MPFI（多點(diǎn)電噴）技術(shù)之后，發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下燃燒效率被進(jìn)一步提升。6孔噴油嘴    另外，通用的SIDI技術(shù)依靠的是缸內(nèi)均質(zhì)燃燒來提升效率，并沒有使用稀薄分層燃燒技術(shù)。由于國內(nèi)油品的限制，引入國內(nèi)的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)均不使用分層燃燒，通用的SIDI也沒有例外。不過沒有使用分層燃燒也是SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)擁有不挑食的優(yōu)勢，官方產(chǎn)品手冊(cè)上也并沒有對(duì)SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)

27、做出任何特殊的養(yǎng)護(hù)要求，這也是它相比大眾系直噴發(fā)動(dòng)機(jī)最大的優(yōu)勢所在。大眾集團(tuán)中有兩個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)都叫做TSI，這顯然很容易讓公眾迷惑。大眾通過兩個(gè)“TSI”不同的顏色來將其區(qū)別，在車尾部的后標(biāo)上，兩種“TSI”標(biāo)識(shí)中字母“I”的顏色也不同，真正的“TSI”三個(gè)字母保持同色，一般為銀色，而由TFSI而來的“TSI”中“I”為紅色。比如速騰冠軍版、邁騰、明銳所使用的1.8TSI的I就是紅色的，因此都是單渦輪增壓的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)而已，而引進(jìn)國內(nèi)的1.4TSI也將是單渦輪增壓版，而不是德國原廠的雙渦輪增壓版。類似進(jìn)口1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)是雙渦輪增壓、機(jī)械增壓、缸內(nèi)直噴、分層燃燒技術(shù)相結(jié)合的整體，即改善了

28、起步加速，又具有充足的后勁，可謂是動(dòng)力澎湃，提高了燃油效率，降低了油耗，約可以節(jié)省20-30%燃油，效率卻提高了30-50%。大眾技術(shù)編輯簡介大眾的TSI技術(shù)（Twincharger Stratified Injection）指雙增壓（渦輪和機(jī)械增壓）分層噴射技術(shù)。渦輪增壓的原理是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率就得到了較大的提升。增壓帶來的好處是“既讓馬兒跑得快，又讓馬兒吃得少”，通常情況下加裝渦輪增壓器以后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩要提高20%-40

29、%，但廢氣渦輪在結(jié)構(gòu)簡單，性能突出的背后也有它的弊端，由于葉輪的慣性作用對(duì)油門的突然變化反應(yīng)遲緩，在急加速的情況下，會(huì)有短暫的發(fā)動(dòng)機(jī)“不出力”的現(xiàn)象。此外，廢氣渦輪依靠發(fā)動(dòng)機(jī)油散熱，工作時(shí)過高的溫度和超過每分鐘30000次的轉(zhuǎn)速都會(huì)讓渦輪增壓器在保養(yǎng)或使用不當(dāng)時(shí)成為易損部件。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在較低和較高轉(zhuǎn)速時(shí)都有一個(gè)動(dòng)力的空擋，為了進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，增加一個(gè)機(jī)械增壓裝置，并讓它在低轉(zhuǎn)速時(shí)加大進(jìn)氣壓力。而渦輪增壓器的尺寸可以再增大一些，去彌補(bǔ)高轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)力空擋，從而達(dá)到一個(gè)從低到高轉(zhuǎn)速的全段優(yōu)異動(dòng)力表現(xiàn)。渦輪增壓器渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出

30、的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。與機(jī)械增壓器合稱雙增壓（Twincharger）。機(jī)械增壓器（Super-charging）機(jī)械增壓器采用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接，利用引擎轉(zhuǎn)速來帶動(dòng)機(jī)械增壓器內(nèi)部葉片，以產(chǎn)生增壓空氣送入引擎進(jìn)氣歧管內(nèi)，整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，工作溫度于70-100，這是普通轎車的正常溫度，不同于渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣

31、驅(qū)動(dòng)，必須接觸400-900的高溫廢氣，因此機(jī)械增壓系統(tǒng)對(duì)于冷卻系統(tǒng)、潤滑油脂的要求與自然進(jìn)氣引擎相同，無需特殊保養(yǎng)，較低的轉(zhuǎn)速也令其使用壽命大大加長。機(jī)械增壓引擎的出力表現(xiàn)與自然吸氣引擎極為相似，既沒有了渦輪增壓介入時(shí)的魯莽，又賺取了更大的馬力和扭力，所以機(jī)械增壓引擎在加速時(shí)的表現(xiàn)更加順滑和線性。燃油直噴技術(shù)（Injection）缸內(nèi)燃油直噴技術(shù)，顧名思義。供油系統(tǒng)采用缸內(nèi)直噴設(shè)計(jì)的最大優(yōu)勢，就在于燃油是以極高壓力直接注入于燃燒室中，因此除了噴油嘴的構(gòu)造和位置都異于傳統(tǒng)供油系統(tǒng)，在油氣的霧化和混合效率上也更為優(yōu)異。加上車上各項(xiàng)電子系統(tǒng)的控制技術(shù)大幅進(jìn)步，計(jì)算機(jī)對(duì)于進(jìn)氣量與噴油時(shí)機(jī)的判讀與控制也愈加精準(zhǔn)，因此在搭配上缸內(nèi)直噴技術(shù)以使得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率大幅提升下，除了發(fā)動(dòng)機(jī)得以產(chǎn)生更大動(dòng)力，對(duì)于環(huán)保和節(jié)能也都有正面的幫助。性能強(qiáng)勁機(jī)械增壓填補(bǔ)了渦輪增壓產(chǎn)生遲滯時(shí)的動(dòng)力輸出，燃油直噴技術(shù)令發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃料的使用效率提高到新的高度，更全面的是，大眾集團(tuán)此次采用了博格華納提供的水冷渦輪增壓器，新匹配的冷卻系統(tǒng)解決了渦輪增壓器的冷卻問題，也更延長了使用壽命和耐用性。在歐洲，搭載雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高爾夫