汽油发动机的节油技术

一、汽油发动机的节油技术

涡轮增压，机械增压，如大众新polo。气门正时，点火正时，代表丰田卡罗拉。智能变缸代表本田雅阁。燃油直喷，代表别克君威。发动机有p-tec，vvt-i，dvvt，ecobost，这些发动机。特别是福特的ecobost发动机，配合powershift的变速箱，换挡顺畅，没有顿锉感，目前这套动力总成安装在福特蒙迪欧致胜上。希望对你有帮助。

二、现在最先进的汽油发动机是什么形式的

量产来看是大众的TSI技术发动机，集合直喷、稀燃和增压三方面组成。

TSI是两个名词的英文缩写（Fuel Stratified Injection和Turbo）意思是分层燃烧+涡轮增压。FSI是发动机稀燃技术的一种。发动机混合气中的汽油含量低而空气含量较高，汽油与空气之比可达1：25以上。空燃比（空气燃油混合比）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，空燃比达到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。这样就可以充分的燃烧汽油，发挥它最大的能量，起到省油同时又能保证足够的动力。

Turbo是涡轮增压，在汽车的尾部排量标识后面看见Turbo或者T字样就表面该车是有涡轮增压的，涡轮增压实际上是种空气增压器，通过涡轮的旋转带动空气加速流入气缸从而增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就推动更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。涡轮增压器的最大优点是能在不加大排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%—30%。涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率。

大众新一代的POLO在这发动机方面做了一个大胆的突破，1.4排量的FSI发动机在加装了涡轮增压以后，另外还增加了机械增压，这样就解决增压滞后的问题，在低转速时涡轮增压并不工作，由机械增压提供所有的压力，这样低转速时扭矩提升极快。而随着转速的提高，涡轮增压逐步介入，最终替代机械增压提供所有的额外动力，因为机械增压在扭矩提升方面有较大的优势，而对于功率的增加涡轮增压的提升更加明显。这样的发动机在低转速时提供大扭矩，高转速时提供大功率，省油环保又有足够的动力。而这款1.4排量的发动机在双增压的作用下以小排量低油耗超过上百千瓦的功率获得业界很多人的好评。

但是这个TSI不是国内标榜的TSI技术，国内TSI只有直喷和涡轮增压，没有关键的稀燃技术也没有机械增压。

三、汽油直喷技术

汽油直喷的技术，就是用一个电控的单元ECU来控制每个缸的喷油器的喷油时间和开启时间的。怎么把又喷出来？,就是当电磁的喷油器接到单元的指令之后，他接受到电源之后，就会自动的开启，然后，接到关闭的命令之后，电源关闭，喷油器的内部的弹簧自动的反弹卡死喷口，不让汽油喷进气缸里，你可以仿照底下那张图，你去参考一下吧。

四、汽油直喷和不是直喷的区别在于哪？

大众汽车FSI汽油直喷技术FSI(Fuel Stratified Injection)燃料分层喷射技术代表着传统汽油引擎的一个发展方向。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，所以希望喷油嘴能够直接将燃油喷入汽缸。FSI就是大众集团开发的用来改善传统汽油发动机供油方式的不足而研制的缸内直接喷射技术，先进的直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，其控制的精确度接近毫秒，其关键是考虑喷射器的安装，必须在汽缸上部留给其一定的空间。由于汽缸顶部已经布置了火花塞和多个气门，已经相当紧凑，所以将其布置在靠近进气门侧。由于喷射器的加入导致了对设计和制造的要求都相当的高，如果布置不合理、制造精度达不到要求导致刚度不足甚至漏气只能得不偿失。另外FSI引擎对燃油品质的要求也比较高。

多点电喷技术：汽车发动机的电喷装置一般是由喷油油路、传感器组和电子控制单元三大部分组成的。如果喷射器安装在原来化油器位置上，即整个发动机只有一个汽油喷射点，这就是单点电喷；如果喷射器安装在每个气缸的进气管上，即汽油的喷射是由多个地方(至少每个气缸都有一个喷射点)喷入气缸的，这就是多点电喷。

五、汽油机缸内直喷技术

柴油发动机在近10年有了突飞猛进的发展，其性能已接近汽油机，又以良好的经济性和耐用性著称，而汽油发动机主要是在进气系统做些文章而没有重大突破，看来今天也只有背水一战了，把汽油喷嘴从进气歧管调到了前线——燃烧室，纵身火海，真有我不下地狱谁下地狱的悲怆。

在1954年，第一辆匹配4 冲程汽油喷射发动机的 轿车诞生了，它就是奔驰300SL，雾状燃油直接喷入进气歧管，比化油器发动机提供了更大的动力和更高的燃油经济性，可算是迈了一大步。自从单点和多点喷射技术在80年代普遍应用以来，技术上的改进一直在进气系统做文章，2、3、4、5气门、可变进气、可变气门升程及正时等，而没有实现根本的基因突变。我们今天的需求是既要有良好的燃油经济性又要有出色的动力表现。那么我们来看看汽油缸内直喷技术是否是汽油喷射发动机的基因突变。

汽油机缸内直喷作为新技术有着美好的前景

缸内直喷所宣扬的是通过均匀燃烧和分层燃烧，实现了高负荷、尤其是低负荷下的燃油削耗降低，动力还有很大提升。在部分负荷时具有的巨大节油作用体现在市内走走停停的交通状况下是多么诱人。今天，各大公司已经把目光锁定在了直喷，如博世公司开发了Motronic MED7汽油直喷系统，奥迪公司开发了FSI系统，奔驰开发了CGI系统，菲亚特则开发了JTS系统，虽然名字不同，但它们都代表了汽油缸内直喷。

直喷发动机潜力的证明是在2001年7月的勒芒24小时耐力赛上获胜的奥迪R8，它匹配着带双增压的V8 FSI直喷发动机。出色的表现使它领先一圈，良好的燃油经济性使它延长了加油的间隔，有力证明了直喷不仅有出色的动力表现，燃油还要节省8%。不仅是这些，R8车手认为发动机动力反映敏捷且非常到位。

奥迪第一款作为量产车匹配直喷发动机的车型是2002年3月在日内瓦车展展出的A2 1.6FSI。接下来是奥迪A4，匹配了110kW 2.0L FSI发动机，有别于96kW 的A4，使用了单柱塞高压油泵，4气门替代了5气门，显然是为了在燃烧室安装汽油喷嘴节省地方。A4 2.0 FSI最大扭矩200Nm出现在3250～4250rpm，0到100km/h的加速时间是9.6秒，最高时速218km/h。百公里综合油耗7.1L。

在2002年底，奔驰也上市了配有1.8L CGI汽油缸内直喷发动机的C级轿车，即C200 CGI。峰值功率是125kW，扭矩比上一代增加了15%，当发动机转速只有1500rpm时即可输出扭矩的75%，在3000rpm时输出最高扭矩250Nm，并持续到4500rpm。与相同排量C级车相比节油超过19%，综合油耗是7.8L/100km。排放达到欧Ⅳ。0到100km/h的加速时间是9.0秒，最高时速222km/h。与C200 CGI有着相同排量的C 180 KOMPRESSOR峰值功率是105kW，最高扭矩220Nm/2500rpm，0到100km/h的加速时间是9.7秒，最高时速222km/h，综合油耗8.2L/100km。从以上数值就可以看出这2款发动机的差距了。

作为后勤保障，供油系统为直喷提供了精确的高压喷射

供油系统的主要部件是：高压油泵、共轨、燃油压力传感器、压力控制阀、高压喷嘴和ECU。首先是对喷嘴的要求提高了，以前的喷嘴是安装在进气歧管，今天不同了，亲临前线，安装在了燃烧室，自然要经受住烈火的考验。高压电磁喷嘴扮演着重要的角色，电磁单元被激活的时间和油压决定了喷射量的多少。燃油喷射时间则被控制在几千分之一秒。

在奔驰C200 CGI发动机上，燃油以42度角喷入汽缸，燃油压力随发动机的工作特性从50～120巴，而传统4缸汽油喷射发动机的喷射压力是3.8巴。高压油泵由进气凸轮轴驱动，轨道中的油压由发动机电脑调节，并直接连接到喷嘴。压力信号取自压力传感器。部分负荷时，在低转速下压力是4到5巴，满足稀薄燃烧。奥迪的高压油泵同样由凸轮轴驱动，喷射压力最高到110巴。另一个需要具备的基本条件是要使用低硫汽油。

直喷技术产生了2个新的概念：均匀燃烧和分层燃烧

均匀燃烧:在全负荷时，燃油喷射与进气同步，燃油得到完全雾化，使混合汽均匀地充满燃烧室，自然会得到充分的燃烧，使发动机动力得到淋漓尽致的发挥。在均匀燃烧时有着和传统喷射发动机相同的空气与燃油混合比，即空燃比是14.7∶1，此时的lambda值是1。而燃油的蒸发又使混合汽降温，去除了爆震的产生。也就是说在均匀燃烧情况下，在获得高动力输出和扭矩值的同时付出了较低的燃油消耗。勒芒耐力赛就可证明，因为比赛中总是在均匀燃烧状态。

它出色的经济性主要表现在部分负荷时的分层燃烧。可燃混合物只分布在火花塞周围，换句话说，空燃比是14.7∶1的混合气集中在火花塞周围，在燃烧室的其他部分则是纯净的空气。混合汽层的大小范围精确地反映了瞬时发动机动力的需求。在分层燃烧时，直到压缩行程时才喷射燃油，油雾直接进入燃烧室中的空气，而喷油就发生在点火前瞬间。分层燃烧时lambda值达到4，可见发动机在中、低速时燃油是多么节省。另一个优点是，在燃烧时空气层隔绝了热，减少了热量向汽缸壁的传递，从而减少了热量损失提升了发动机热效率。

完善的发动机后处理使排放达到欧Ⅳ标准

废气的30%又流回了燃烧室。帮助降低了燃烧温度，并使分层燃烧时的氮氧化物降低了70%。FSI发动机有2个触酶转化器，在排气歧管后面是三元催化转换器，再后面是NOx储存型转化器。排放达到了欧Ⅳ，在德国每年要节省307欧元的道路使用税。虽然直喷离我们还有一定距离，但它也不是遥远的未来。 油喷射与进气同步，燃油得到完全雾化，使混合汽均匀地充满燃烧室，自然会得到充分的燃烧，使发动机动力得到淋漓尽致的发挥。在均匀燃烧时有着和传统喷射发动机相同的空气与燃油混合比，即空燃比是14.7∶1，此时的lambda值是1。而燃油的蒸发又使混合汽降温，去除了爆震的产生。也就是说在均匀燃烧情况下，在获得高动力输出和扭矩值的同时付出了较低的燃油消耗。勒芒耐力赛就可证明，因为比赛中总是在均匀燃烧状态。

它出色的经济性主要表现在部分负荷时的分层燃烧。可燃混合物只分布在火花塞周围，换句话说，空燃比是14.7∶1的混合气集中在火花塞周围，在燃烧室的其他部分则是纯净的空气。混合汽层的大小范围精确地反映了瞬时发动机动力的需求。在分层燃烧时，直到压缩行程时才喷射燃油，油雾直接进入燃烧室中的空气，而喷油就发生在点火前瞬间。分层燃烧时lambda值达到4，可见发动机在中、低速时燃油是多么节省。另一个优点是，在燃烧时空气层隔绝了热，减少了热量向汽缸壁的传递，从而减少了热量损失提升了发动机热效率。

完善的发动机后处理使排放达到欧Ⅳ标准

废气的30%又流回了燃烧室。帮助降低了燃烧温度，并使分层燃烧时的氮氧化物降低了70%。FSI发动机有2个触酶转化器，在排气歧管后面是三元催化转换器，再后面是NOx储存型转化器。排放达到了欧Ⅳ，在德国每年要节省307欧元的道路使用税。虽然直喷离我们还有一定距离，但它也不是遥远的未来。