“FSI”燃油直噴技術原理探析

　　自從100多年前，汽油機被發(fā)明出來后，工程師們絞盡腦汁，想盡了各種各樣的方法，試圖提升其性能。100多年過去了，從鑄鐵到鎂鋁合金的材料科學進步，從機械控制到電子控制的控制理論進步，從功率需求到環(huán)保需要的意識進步，充分展現(xiàn)了工程師們獨特的想象力和不懈追求,從燃油的計量、空氣的混合、氣門的開閉，將活塞式汽油機的性能推至前人不敢想象的高度。

　　然而，從汽油機的發(fā)展歷史上，實現(xiàn)技術上重大飛躍的歷史事件只有一個，那就是電子系統(tǒng)的引入，將以往粗糙的機械控制系統(tǒng)改由精確的電子化控制。然而，另一個里程碑式的技術正在克服重重困難，來到我們面前，那就是“FSI”燃油直噴技術。

　　單從技術出發(fā)點和原理上來講，這一技術顛覆了100多年來汽油機的燃油供應方式，甚至顛覆了之前一直認為過于稀薄的混合氣在氣缸內不可能被點燃的理論。
 
　　本文力圖用簡潔的語言，從原理角度去探析，為什么說“FSI”燃油直噴技術屬于里程碑式技術。

　　首先，我們要溫故而知新，回憶一下一般汽油發(fā)動機的燃油供應。如圖一。左上角綠色部分為燃油噴嘴，在進氣門還沒有打開的時候，就開始往進氣管噴油，與進氣管里的新鮮空氣（圖中表示為藍色部分）混合，待進氣門打開后進入氣缸，經(jīng)過氣缸壓縮后變成成分均勻的混合氣點燃。

 
圖一  (資料圖片)   

　　然而，將燃油在缸外噴射，面臨著永遠無法解決的兩個問題。
 
　　第一個問題稱為“混合氣濃度問題”。我們知道，純空氣或者純汽油，都是不可燃燒的，能夠在氣缸內點燃的，是這兩種物質的混合體。我們通過一般常識會想到，油太少，氣太多，肯定是點不著的，其實反之亦然。工程師在大量試驗的基礎上得知：以質量為計算單位，14.7份的空氣和1份的汽油，能夠充分燃燒，當空氣大于18份或者小于9份時，不好意思，點不著，在這個范圍內，混合氣濃度大，發(fā)動機就有勁，其實當你踩下油門的時候，發(fā)動機電腦就是在配這個空氣和油的比例。需要更省油，就要更多的空氣，更少的油，但人家就是不點火，你能怎么著？
 
　　第二個問題就是“壓縮極限問題”。我們知道，汽油隨著新鮮空氣進入氣缸，首先是經(jīng)過活塞的壓縮才點燃的。如果把10份的汽油和空氣混合的氣體壓縮成1份，那么我們就把這臺發(fā)動機的壓縮比稱為10.無論是理論還是實際都證明了，提高發(fā)動機的壓縮比是提高效率的最有效方式。但問題是，隨著壓縮比的提高，氣缸內的溫度會過高，混合氣不用火花塞點火就會自燃。請網(wǎng)友想象一下，當活塞還沒有運動到最高點的時候，就有一股強大的力量把活塞往反方向推，這也就形成了一般所說的爆震。隨之而來的還有一系列的排放問題。