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奥迪A4技术基础培训－FSI 余福勇 2006年9月 引言 基础知识 技术数据 发动机机械结构 进气系统 单向阀 油道（A） 凸轮轴正时调节——提前调节 单向阀 流入机油 流出机油 凸轮轴正时调节——控制 * FSI - 汽油直喷系统 引言 基础知识 技术数据 进气系统 发动机机械结构 燃油供给系统 排气系统 Fuel Stratified Injection 什么是FSI？ 引言 为什么采用汽油直喷技术？ 良好的燃油经济性（省油20%） 更为广阔的发展前景 从----到% 电子调节冷却系统 凸轮轴正时调节 废气再循环 可变压缩比 气缸关闭 稀混合气模式（均质） 全可变气门机构（机械式） 汽油直喷装置 差异范围 燃油节省率 电子气门机构 引言 排放 分层充气模式 均质稀混合气模式 均质模式 空气-燃油比 NOx处理技术 在稀薄燃烧工作模式情况下，氮氧化物（NOx）排放较高 通过传统的三元催化反应器氮氧化物的转化不够充分 改进氮氧化物存储催化器，实现欧四排放标准 引言 引言 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） 燃油中的硫分 由于硫与氮氧化物在化学性质上的相似性，在氮氧化物存储器中会存储硫 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。 会产生一定的额外燃油消耗 引言 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 通过张开的节气门，减小进气阻力 节气门开的优点 引言 在分层充气工作模式下，发动机以空燃比（1.6~3）的状态运行 在均匀稀薄模式下，空燃比保持在1.55左右 以此实现更为经济的燃油消耗 稀薄模式的优点 混合气区域 （分层充气模式） 因为在分层充气模式下，燃烧只出现在以火花塞为中心的区域，减少了气缸壁的热量损失 提高了热效率 减少缸壁的热量损失 混合气区域 （分层充气模式） 引言 提高废气再循环率 强制分层充气可使废气再循环率高达25% 废气再循环: 在分层充气模式下，总是工作 在均质模式 （转速低于4000 1/min 且中等负荷时）下工作， 怠速时不工作 引言 压缩比高 燃油直接喷入燃烧室，汽化时对进气起到冷却作用 降低了爆震的可能性 可提高压缩比，这就提高了压缩终了的压力 热效率提高了 引言 超速切断 超速切断过程中，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 混合气形成区 引言 工作模式 发动机载荷 发动机转速 r/min 进气 进气翻板完全关闭下部进气通道 被吸进来的空气以涡流形式通过上部的进气通道加速进入气缸 活塞的扰流槽加剧了紊流效应 同时节气门张开，尽量减少节流损失 分层充气模式 分层充气模式 喷油 在到达点火时间之前的很短时间里，以50－100bar的压力向火花塞附近喷射燃油 燃油喷射角非常小（平），燃油雾气不与活塞顶部接触，能够扩大分层充气模式的转速和功率范围 喷油开始于约上止点前 60° 喷油结束于约上止点前 45° 喷油时刻对混合气的形成有很大影响 混合气形成 在火花塞附近形成可燃混合气， ?=1,6 - 3 分层充气模式 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 ? 无法点燃混合气 如果曲轴角大于这个范围? 形成均质混合气 分层充气模式 燃烧 在火花塞周围点燃混合气 在燃烧的混合气和缸壁之间形成一个气体分层，这样能够改善缸体散热损失，提高了热效率 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） 发动机产生的扭矩可以通过喷油量来调节，进气量和点火角度对于扭矩影响很小。 分层工作模式的条件： 发动机处于相应的转速和载荷范围 系统没有存储排放相关故障 冷却液温度高于50℃ 催化器温度处于250 ℃ －500 ℃之间 进气翻板关闭 分层充气模式 均质稀混合气模式 进气 与分层充气相同 节气门打开 进气歧管翻板关闭 节气门 进气歧管翻板 喷油 燃油约在点火上止点前300° 时喷入（进气行程） 空气-燃油比约 ? = 1,55 喷射油束 空气流 均质稀混合气模式 混合气形成 有更多的时间用于均匀混合气的形成 稀混合气分配 燃烧 燃烧发生在整个燃烧室内 点火时刻可自由选择 燃烧区 燃烧区 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) 燃油在进气行程喷入燃烧室 均质模式 均质模式 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 ? = 1 FSI 工作模式综述 可燃混合气被点燃，外层空气作为绝热