FSI与TSI

  TSI发动机是大众公司继FSI技术后，又一项具有革新意义的发动机。它是在FSI的基础上增加两个增压器，达到小排量大功率低油耗的目的。据悉，即将上市的一汽大众迈腾将可能搭载具有TSI技术的发动机，那么TSI这款发动机到底有哪些特点和优势？它与目前主流的FSI发动机又有哪些区别？ 

  TSI发动机概述 

  与传统发动机相比，大众TSI发动机拥有更小的体积和更出色的动力表现。它主要包括一个涡轮增压器和一个机械增压器。这两种增压方式的结合确保了动力输出的平顺性，同时有效的避免了以往涡轮增压发动机的迟滞现象。 

2007-11-20 20:28 上传

下载 (29.76 MB) 

图为TSI发动机拆解图

  双增压系统能够让更多的空气进入气缸，使燃烧更充分，动力输出更强劲。但是油耗会比同等的自然进气式发动机有所增加，不过TSI发动机排量小于同功率的普通发动机，从整体上来看，油耗还是降低了。 

  以1.4升TSI汽油发动机为例，这台发动机能够爆发出惊人的168匹马力。它的双增压装置可以在7.9秒的时间里完成从0-100公里/小时的加速。具体来说，1.4升TSI发动机比2.3升FSI的排量减小39%，油耗节省20%，很显然如果用一台1.4升TSI发送机代替2.3升FSI发动机，净增的效率大大提高。而时速在60公里/小时，二氧化碳排放量仅为每公里175克。 

2007-11-20 20:28 上传

下载 (21.19 MB) 

图为2.0升FSI与1.4升TSI发动机比较

Displacement:排量,cylinder:汽缸,Compression:压缩比,Power:功率,Torque:扭矩, 

Fuel consumption:油耗

  目前使用这项发动机技术的车型，主要包括了高尔夫GT、高尔夫运动版、高尔夫Plus、途安SE以及速腾(北美地区称之为捷达)。大众正在筹划把该技术运动到更多的车型当中，以提升驾驶乐趣和燃油经济性。 

  TSI的技术要点 

2007-11-20 20:28 上传

下载 (32.46 MB) 

图为TSI工作流程图

  TSI发动机是在FSI技术的基础之上，安装了一个涡轮增压器和一个机械增压器，提升动力输出，降低油耗。大众1.4升TSI发动机是全球第一台拥有两个增压装置的汽油直喷发动机。 

  与柴油发动机相比，TSI更安静，持续的动力输出范围更广，同时油耗上也相差不多。 

  最大功率：168匹马力/6000转 

  最大扭矩：240牛米/1750-4500转 

  1.4升TSI发动机的功效可以与一台普通2.3升发动机相比美，但是燃油消耗能够降低近20%。 

  在发动机转速很宽的一个范围内，都能够保证高扭矩输出，所以驾驶更轻松，有效减少换挡次数。 

  部分技术细节 

  双增压发动机的研制是以大众FSI 编号EA111型发动机为基础，为了实现双增压的功能，大众的工程师设计了能够承受汽缸内高压、有韧性的铸铁曲轴箱，以及整合了磁性离合器与机械增压装置的冷却泵。 

  大众公司还调整了燃油喷射系统，高压喷射阀门有六个汽油进入口。喷油嘴安置在了进气口一侧，处在进气口与气缸定部密封层之间。 

发动机FSI缸内直喷技术 

说起FSI这个名字，很多人并不陌生，马上就会想到大众奥迪集团（简称VAG）的缸内直喷发动机。但很多人对这项技术存在误解，更多的人觉得，装备了FSI的发动机一定比没装FSI的发动机动力大。其实这种想法是错误的。因为FSI的设计目的并不是为了提高多少输出功率。实质上，他的核心功能是节油和环保。 

2007-11-20 20:30 上传

下载 (56.97 MB) 

  普通多点喷射发动机的喷油器是装在进气歧管上的，汽油在歧管内开始混合，然后再进入到汽缸中燃烧。而空气跟汽油的最佳混合比是14.7/1（也叫理论空燃比）。由于汽油跟空气是在进气歧管内混合，那么他们只能均匀的混合在一起，所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力性和经济性。FSI缸内直喷发动机，应用了稀薄燃烧技术，就是说它在正常工作情况下的空燃比要大于理论空燃比，混合气浓度比普通电喷发动机更低。混合气浓度降低了，那么经济性也随之提高，跑同样的路，应用稀燃技术的发动机就会更省油。 

  首先我们来看看实现稀燃需要具备的条件。大家不难理解，当空燃比大于理论空燃比时，由于混合气浓度降低，那么汽油的发火性也会降低。通俗的说汽油就不那么容易被点燃。因为火花塞的点火能量有限。如果要在这种情况下顺利点火，就必须提高火花塞的点火能量。通常提高火花塞点火能量有两种做法：一种是使用多电极火花塞，另一种是使用双火花塞。本田飞度1.3i-DSL发动机就是使用的后者。所以他能在一定程度上实现稀燃。但如果混合气太稀，即便是双火花塞也很难让汽油发火了。 

  要获得更好的点火和燃烧条件，就必须把燃油直接喷射到汽缸中去。通过对燃烧室内部形状的设计，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，其他周边区域有较稀的混合气。这样才能在保证在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。而这种在不同区域拥有不同混合气浓度的燃烧技术叫做分层燃烧技术。VAG的FSI就是应用了分层燃烧技术的一个典范。 

2007-11-20 20:30 上传

下载 (43.91 MB) 

  如图的黄色区域，为汽油喷射区域。颜色越深代表浓度越大。由于活塞顶部设计了一个利于成涡流的凹坑，汽油喷射入活塞坑以后，可以向上运动到火花塞附近，在火花塞附近形成一个较浓的区域，有利于点火。当中心区域点燃以后，放出的热量要大大高于火花塞点火能量，因此就很容易引燃周边汽油浓度较小的区域实现稀薄燃烧。这就是VAG的分层燃烧技术。 

2007-11-20 20:30 上传

下载 (36.83 MB) 

  燃油供应过程可以从上图看出，该系统在一个运转周期内使用了两次喷射。第一次喷射是在吸气行程的时候喷入部分汽油，让汽油跟空气能有充分的时间混合；第二次喷射，是在压缩终了时活塞接近上止点的时候喷入部分汽油，让火花塞周围形成较浓的区域，利于点火。而在整个压缩过程中，活塞顶部都在形成强烈的涡流，这样空气跟汽油就能混合得更均匀，燃烧更充分。 

  稀薄燃烧除了可以节省燃油，还有一个显著的特点就是可以使用高压缩比。普通发动机混合气浓度较大，如果压缩比过高就容易产生自燃。由于有了稀燃技术，混合气自燃的机率减低，那么压缩比也可以随之提高了。压缩比提高以后，带来的直接好处就是让汽油的燃烧效率更高。因为在高压状态下汽油燃烧所释放的能量比在低压状态下要多。而且在高压状态下汽油燃烧也更充分，有害物质的排放也更低。 

  了解了这么多FSI的工作特性，我们再来看看他对硬件方面比普通的电喷发动机有哪些额外的要求。 

2007-11-20 20:30 上传

下载 (54.18 MB) 

  首先，FIS与普通发动机显著的区别就是它的喷油器安装在燃烧室上的，汽油直接喷注到汽缸当中去。而它的第二次喷射，是在压缩终了时进行的。此时汽缸内的压力非常高，油路必须具备比缸内更高的压力才能把汽油有效的喷注到汽缸当中去。这就对整个燃油供给系统提出了更高的要求。首先要使用高压汽油泵，燃道内的压力提高以后，管道的各个接头的密封处的强度也要随之提高，这样才能保证在正常使用时不会发生燃油泄露。这样，对喷油器的设计和制造工艺也提出了更高的要求。由于喷油器是直接安装在燃烧室上的，那么必须需要喷油器有耐高温的能力，而且供油压力提高以后对喷油嘴的精度也提出了更高的要求，因为喷油嘴要在高温高压的状态下保证良好的密封性能。 

  其实这也是为什么FSI发动机不能大量进口到中国的原因了。首先上文提到了，FIS发动机的压缩比比普通发动机要高（例如：LUPO 1.4普通发动机的压缩比为10.5，LUPO 1.4FSI发动机的压缩比为11.5）所以对汽油的辛烷值要求也更高了。国内普通的93号汽油显然是不行的。必须使用97甚至98标号的汽油，但这些高标号的汽油在国内很难买到，多数加油站只能提供93号汽油。再者就是对油质的要求高。因为整个燃油供给的压力都提高了很多，而且喷油器工作环境恶劣，喷油嘴的加工精度高。这样就需要非常洁净的汽油，如果汽油的杂质过多，就很容易让喷油嘴过度磨损，结果就是新车买回去没开多久喷油器就开始漏油了。如果碰到大直径的杂质，那么很容易堵住油针的回位，这样也会造成漏油。而中国的汽车，从加工到运输再到储存然后到销售，都很不规范。油品质量蹭差不齐，特别是在运输和储存过程中，难免会混入较多的杂质，这对FSI是致命的伤害。所以不难理解，VAG为了避免招回的厄运，就没有向中国大批量出口装备了FSI发动机的车型。总的来说FSI这项技术在油价高涨的今天，还是非常符合市场需求的。我们只希望中国汽油的油质能够尽快提高，让中国人也能享受到如此节能的高科技技术。

1：FSI发动机 

FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。

　　大众FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。

　　FSI特点是：能够降低泵吸损失，在低负荷时确保低油耗，但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。

TFSI发动机

在FSI发动机的基础上，TFSI发动机是增加了涡轮增压装置的版本，进一步提升了发动机的输出功率和扭矩。它完美的结合了FSI发动机低转速大扭矩与涡轮增压装置带来的高转速高功率的两者结构的优点

TSI发动机定义及概述

　　TSI是Turbo FSI的缩写，T即涡轮增压、S指分层、I代表直喷。简单来说，TSI是带涡轮增压的FSI。从技术上讲TSI与FSI是同一家族，缸内直喷的工作原理相同，由于加入了增压技术，TSI比FSI更先进，属于大功率、低转速大扭矩的发动机。

　　直喷发动机的一个好处在于隔绝了已燃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。从表面来看，TSI发动机与FSI相比减少了一个字母“F”，但名字的改变没有令其本质发生变化，加入增压器后与普通直喷技术相比，TSI发动机拥有更小的体积和更出色的动力表现和节油优势。

　　TSI燃油直喷技术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，并引领了汽油发动机的发展趋势。

　　第二部分：TSI发动机技术要点及优势

　　TSI燃油直喷技术在同等排量下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，并引领了汽油发动机的发展趋势。将燃油直接喷射入气缸的TSI发动机相比将燃油喷射至进气歧管的传统发动机，其优势在于： 

　　　发动机控制策略采用基于扭矩控制；

　　　增压器在发动机停止后有冷却系统；

　　　　具有电子超速回流控制，防止增压器；

连续可变进气配气相位（曲轴转角60°），令油耗降低，提高功率

链条传动。寿命长，终身免换，可靠性远远高于以前的齿带传动