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FSI是什么？

固特威
2017-05-13
今天小威终于要来说FSI啦。
当听到大家都在说“这个日系车发动机配备了GDI技术，省油必须买买买”的时候，德国大众终于坐不住了，于是在缸内直喷的基础上，推出了燃油分层技术（Fuel Stratified Injection，FSI）。
至少在小威的认知里，觉得FSI顺利抢了GDI的镜头，从此提起缸内直喷更多人想到的是FSI而不是GDI。（坏坏的小威很想问问缸内直喷的始祖三菱气不气~）

FSI
通过稀薄燃烧实现燃油经济性的提升。我们知道，理论上空燃比达到14.7:1的时候能实现完全燃烧，而实际上空燃比越大，越有利于提高燃油经济性：
1、燃油在过量空气环境中可以实现充分燃烧；
2、稀薄混合气绝热指数较高、燃烧温度低，热损失较少；
3、节气门开度可加大，泵气损失降低。
根据过量空气多少，分为三种燃烧模式：
1、分层燃烧：过量空气系数1.6-3
节气门全开，借助活塞顶部的特殊凹陷结构形成气流涡旋；
精确控制喷油时间：上止点前60°至上止点前45°；
严格要求混合气形成范围：曲轴转角40°至50°内；
优势：热效率高、节流损失少、能量转化率高。
2、均质稀燃：过量空气系数>1
进气过程类似分层燃烧，但点火时间和混合气时间要求均降低。
优势：燃烧均匀，燃油经济性可观，实现难度低于分层燃烧。
3、均质燃烧：过量空气系数<=1
其他类似分层燃烧，但节气门由油门踏板操纵大小。
优势：动态响应好、扭矩和功率高。

FSI限制不少：
1、技术难点：精确的时间和喷油量的控制让分层燃烧并没有那么好实现，有人将其难度比拟在风大的十米外用水喷灭刚点着的火柴，可见其难度之高。
2、排放问题：分层混合气最稀薄，提高了缸内温度也提高了氮氧化物这样的有害排放物。对于稀混合气，普通的三元催化器很难把氮氧化物转换干净，额外的降低氮氧化物的催化转换器，又是另一种负担。
3、对油品要求高，杂质会影响喷油的密封性；硫会影响三元催化；更高的发动机压缩比要求油品的抗爆震能力强。

之前奥迪在全球发布的FSI发动机还都采用均质燃烧模式。出于油品的质量问题的综合考量，在国内的FSI都经过了阉割，取消了分层燃烧，保留缸内直喷，虽然技术先进性不及，至少可靠，仍能提高压缩比，提升燃油经济性。
FSI发动机产生的效果可以从奥迪公司公布的发动机指标看出来。
4.2升FSI：马力350，扭矩440牛米。
4.2升原型机：马力335，扭矩420牛米。

那么GDI和FSI到底有什么区别呢？
不论是FSI还是GDI目的都是通过稀薄燃烧提升燃油经济性，节能减排，但是稀薄燃烧情况下想要点火是需要攻克的难点，从此FSI和GDI走上了略有差异的歧路。
FSI借助活塞顶部的特殊凹陷结构在气缸内形成的强涡流，运动到燃烧室顶部，在火花塞附近形成一个混合气浓度相对较高的区域，从而实现点火。
带来的问题是发动机高速转动时风速大，涡流难形成，所以大众的FSI发动机更适用于低转速的发动机。若想在高转速时发动机能量够，就需要相对提高喷油量，也就是牺牲了一定的燃油经济性。
GDI则靠主动往火花塞附近喷油来实现分层，相对而言受发动机负荷影响小。
然而更具适应性的GDI却没有进入我们的眼球，这是为什么呢？
引自豆丁某文件：
对于三菱汽车来说，这恐怕也是无奈之举。面对全球市场的亏损，三菱汽车的产品研发速度远远落后于竞争对手，使其没有足够的能力支撑将新技术引入中国后各种问题，三菱汽车在全球市场的缩水也导致他没有足够的精力应对新技术进入中国后的维护、保养以及后期的适应性改进。种种原因，最终导致三菱GDI发动机离我们远去了。
现在小威算是看出一点端倪了，FSI和GDI，在稀薄燃烧这块走上了殊途，在节能减排这块又是同归。

那么看了今天的文，你是否对FSI多了点了解呢？
如果还有更多想分享的也请畅所欲言，小威期待您的提点，毕竟知识都是从皮毛一点一点攒起来的。

固特威，汽车用品品牌，你的汽车生活好帮手。


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