大众的FSI和TSI 发动机简介

鸿发罗孚

大众的FSI和TSI 发动机简介
技压群发，频频获奖
2006年5月，来自全球29个国家的资深记者齐聚德国斯图加特，评选出一年一度的号称发动机界奥斯卡的全球年度发动机大奖。这是世界上最为著名和权威的年度发动机评比。
2006年度最佳新发动机（BEST NEW ENGINE OF 2006）授予了大众1.4升 TSI 双增压发动机。而2006年度1.8～2升级别年度发动机由大众的2.0 TSI发动机再次获得。它毫无迟滞的动力输出和宽广的增压曲线让它成为市场上最有人气的发动机。
而就在一年前，该2.0TSI（内部称EA888）获得了英国著名汽车杂志出版商UKIPMedia&Events主办的，由来自26个国家的56名汽车专业媒体记者评出2005年度世界最佳发动机1.8升～2.0升排量的大奖。
评委会给予了2.0TSI发动机高度的评价，称其实现了“高技术、高性能、经济性及环保性的完美结合”。同时，评委会对其牵引力及高度的适用性也极为赞赏。一方面，其无与伦比的宽扭矩峰值输出平台确保了节能型的驱动方式且减少了换档次数，另一方面，只需轻微加速，便可产生强大的推背力，动力释放自然流畅。综合了动力性、燃油经济性和平顺性的2.0TSI发动机，无论是在高尔夫GTi这样的高性能运动型车上，还是在奥迪A6这样的行政级车上都能带来出色的表现。
除了显著的增压效果以外，排量为1984ml的这款发动机本身的机械结构也得到了相当大的改进，使用了大量的新材料来降低重量。发动机控制单元采用了博世公司的最新的版本。
也是在2005年，全球的瞩目的美国《Ward’s Auto World》杂志评选的“2005年度全球十大发动机”第1名是奥迪3.2升FSI V6发动机，已经上市的一汽－大众迈腾进口款装备的就是这款发动机。
若在百度、Google中搜索“2005年全球十大发动机”或“2005 Top10 Engine”，你可看到全球诸多媒体刊登了连篇累牍、几乎雷同的大众TSI和FSI发动机获奖报道，说明相关评选有很大的影响力和权威性。
领先十年，傲视同侪
FSI是“Fuel Stratified Injection”的缩写，意为燃油分层喷射，亦称“汽油缸内直喷”。是大众将其首创的柴油机缸内直接喷射技术移植到汽油发动机领域的一项革命性的创新技术。通俗地说就是将汽油和空气单独注入燃烧室，空燃比的控制更加精确，从而使得燃烧更彻底，以此达到更加节油、更加环保的目标
FSI汽油直喷技术代表着汽油发动机的最新发展方向。通常的发动机采用的是将汽油和空气在进气歧管中混合后喷入燃烧室的，而汽油直喷技术则是将汽油直接注入燃烧室，通过均匀燃烧和分层燃烧，降低了燃油消耗，动力也有很大提升。
FSI发动机采用可变进气歧管，由电子系统控制所需的空气流量，实现了无节流变质调节，提高了充气效率，从而获得更高的升功率，而发动机的动态响应也变得更为直接和迅速。
可变进气歧管配以进气导向阀门，由一台步进电机来调节其位置，这样就可以根据发动机转速及负荷情况恰当地控制空气的流动和旋流。燃料和空气混合气体在燃烧室内均匀分布，可自然提升动力，使得在较大的发动机转速范围内的每个工况点上都能迅速且充分地燃烧。
FSI技术是将燃料直接喷入燃烧室，喷油嘴的位置由原来的进气歧管处直接安在了燃烧室的上方，高压电磁喷油嘴将燃油喷射时间控制在千分之一秒内。所有气缸共用一个蓄压装置——共轨系统。喷嘴对燃料供应的控制可以精确到毫秒，喷压力高达110 巴，而歧管喷射系统的喷射压力只在4巴到6 巴之间。
喷油嘴都喷射时间被控制在千分之一秒内，将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，通过对燃烧室内特殊的几何形状，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其它周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的精髓所在。直喷发动机的另一个好处在于隔绝了点燃后的混合气向气缸壁和气缸盖的散热，从而降低了发动机的热损耗。
直喷式汽油发动机原理的特点是可采用两种不同的注油模式，即分层注油和均匀注油模式。在油门半开状态下，分层注油方式可充分发挥燃料的经济效益，因为这时只在火花塞周围才需要富含汽油可触发的油气混合物。而在燃烧室的其它地方只需注入含高比例空气的油气混合物。在日常驾驶条件下，直喷式汽油发动机技术的节油性能将更加显著，因为驾驶员可不断地来回更换采用分层注油和均匀注油两种模式。直喷式汽油发动机技术之所以能够实现分层注油原理，是因为它可控制燃烧室内的注油过程，并在完成触发之前直接注入燃料。这样就可大幅度减少燃烧所需的燃料——这是实现FSI发动机经济效益最重要的先决条件。
四气门缸盖采用低摩擦凸轮滚子挺杆配气机构，其进气口几何形状源自自然吸气式FSI发动机，这样能产生更强的旋流，既保证了工作的精确性又能提高防爆震等级，从而提升发动机的工作效率。因此，涡轮增压发动机的压缩比可达10.5:1，这个数字原本只有自然吸气的发动机才能达到，与歧管喷射发动机及常规涡轮增压发动机相比，这一压缩比以及汽油直喷的优越性能是提高热力效率的关键因素。
曲轴双倍转速转动的两个平衡轴抵消来自发动机内部运动惯力，并保证了高标准的发动机低噪声，是四缸发动机所能达到的最佳境界。汽油直喷技术最显著的优点是在提供更大的输出功率和扭矩的同时，提高了燃油经济性并且减少了排放。
FSI发动机在提供更大的输出功率和扭矩的同时，进一步提高了发动机的燃油经济性并降低排放。与相同排量的传统发动机相比，FSI发动机燃油消耗量有明显的降低，在能源日趋紧缺的今天更加凸现其优势。
几年来的应用证明，在同等排量下，FSI比传统的MFI（多点燃油进气歧管喷射）动力性显著提高、输出更高的功率和扭矩、燃油消耗可降低15%，从而实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术，并引领并延伸了汽油发动机的发展趋势。
受到FSI系列发动机取得成功的鼓舞，大众继而又推出了带涡轮增压器（Turbocharged）的TSI（亦称TFSI）系列发动机，。
TSI系列发动机保留了SI这个缩写，不言而喻它仍然是“汽油缸内直喷”。但放弃了分层充气工作模式而致力于提高功率和扭矩。取而代之的是均质充气工作模式和涡轮增压效果。也就是说TSI取消了分层模式和氮氧化物传感器，更注重较高功率和转速所带来的驾驶乐趣以及牵引力和超凡经济性。
由于大众的TSI发动机拥有上述诸多创新，权威机构评价它领先同行十年！
登陆中国，迈步腾飞
大众在奥迪、路波等轿车上首先采用了FSI燃油直喷技术，已成功推出1.4、1.6、1.8、2.0、3.2、3.6等不同排量的系列FSI发动机。如大众路波（Lupo）配备的1.4升的FSI汽油发动机，输出功率可达77KW（104马力），百公里平均油耗为4.9升，仅相当于不具备燃油直接喷射技术的同等排量车型耗油量的70%，系业内首款百公里油耗小于5升的汽油型车辆。
一汽－大众从2005年起在奥迪A4 和A6上装备了2.0TSI发动机。A4 2.0T最低售价为39.9万元、A6 2.0T的最低售价为34.98万元。由于采用了最新发动机技术，两款车很受市场的欢迎。
2007年即将上市的一汽－大众迈腾装备的EA888系列的1.8升TSI发动机的最大功率为118kW（160Ps）/5000rpm、最大扭矩为250Nm/1500～4200rpm，相当于2.4升普通发动机的动力；稍后将要上市都另一款迈腾装备了同属EA888系列的2.0TSI发动机，其最大功率为147kW。
匹配了这几款发动机的迈腾轿车马力强劲，动力十足，尾气排放都达到了欧4标准。而经济省油是迈腾的另一个突出亮点。
而率先在2007年4月份上市销售的整车进口4轮驱动款迈腾，装备的是“2005年度全球十大发动机”第1名的3.2升FSI V6发动机。
随着迈腾各车型的陆续上市，傲视同侪、技压群“发”的大众TSI（1.8升、2.0升）和FSI（3.2升）系列发动机将在中国的汽车市场上不断进取，迈步腾飞！


以下内容不是本文内容！
奥迪轿车的FSI发动机的新特点来自以下关键组件：
        为该技术专门设计的、单活塞高压泵的共轨高压喷射系统，负责提供充足的燃料，保证系统达到所需的压力状态；
        全新设计的每缸4气门的新缸盖，气门由凸轮滚子从动件驱动；
        可持续控制进气的燃烧进程；
        排气循环回收系统；
        改进的排气控制系统，带有氮氧化物（NOx）存储型净化式尾气净化器和NOx传感器器，现在低硫汽油的供应日益普及，发动机全面节油的潜力逐渐得以实现。
FSI发动机首先应用到奥迪上的是4缸2.0发动机，它的发动机组件以及尺寸和现在A4和A6上使用的发动机十分相似。它带有共轨喷射系统和一个单活塞高压泵。每缸配有4个进气阀，而非传统的5个进气阀，这一点与将燃油喷射到进气歧管的奥迪发动机有所不同。因为要给燃烧室内的喷油嘴留出空间，这样的设计安排是必要的。
发动机上还安装了两个净化式排气净化器用来控制排放：其中一个多级三元净化器位于排气岐管的排放端，也就是说离发动机很近，而另一氮氧化合物（NOx）存储型净化器则位于轿车到底盘之下。
NOx存储型净化器是为满足燃油直喷发动机而特别设计的，在其排气侧装有一个NOx感应器。传统的三元净化反映器无法在发动机燃烧不充分阶段将氮氧化物充分分解；因此排气中的成分将含有大量有害的化学物质。含有钡金属涂层的存储型净化式净化器能够高效地完成将大量残留氮氧化物净化为无害氮气的任务。
存储型净化器由设定的运行特性和温度控制。当净化器达到饱和，发动机会在短时间内生成更浓的混合气体。这会使排气的温度升高，这时净化器涂层的钡分子便开始释放氮氧化物。氮氧化物会随之被净化为氮气。净化高浓度混合气体程序的工作频率，由发动机的运行条件所决定，不过平均运行每分钟内，会有几秒钟的时间用来净化尾气。
　　与传统发动机相比，降低15%的燃油消耗意味着发动机的经济性提高了15%，这是FSI的各项技术不断改进的综合成果。而且汽油直喷式发动在节省燃油方面还有更大的潜力空间，在未来有望节省燃油20%甚至更多。