我的新技術(shù)

第一，大眾的FSI，F(xiàn)SI是Fuel Stratified Injection的詞頭縮寫，意指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動機(jī)稀燃技術(shù)的一種。什么叫稀燃？顧名思義就是發(fā)動機(jī)混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達(dá)1：25以上。
大眾FSI發(fā)動機(jī)利用一個高壓泵，使汽油通過一個分流軌道（共軌）到達(dá)電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點(diǎn)是在進(jìn)氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進(jìn)氣流形成最佳的渦流形態(tài)進(jìn)入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。如果稀燃技術(shù)的混合比達(dá)到25：1以上，按照常規(guī)是無法點(diǎn)燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運(yùn)動在火花塞周圍形成易于點(diǎn)火的濃混合氣，混合比達(dá)到12：1左右，外層逐漸稀薄。濃混合氣點(diǎn)燃后，燃燒迅速波及外層。
FSI特點(diǎn)是：能夠降低泵吸損失，在低負(fù)荷時確保低油耗，但需要增加特殊催化轉(zhuǎn)換器以有效凈化處理排放氣體。下面分別詳細(xì)闡述：
FSI發(fā)動機(jī)按照發(fā)動機(jī)負(fù)荷工況，基本上可以自動選擇2種運(yùn)行模式。在低負(fù)荷時為分層稀薄燃燒，在高負(fù)荷時則為均質(zhì)理論空燃比（14.6-14.7）燃燒。在這兩種運(yùn)行模式中，燃料的噴射時間有所不同，真空作動的開關(guān)閥進(jìn)行開啟/關(guān)閉。在高負(fù)荷中所進(jìn)行的均質(zhì)理論空燃比燃燒中，燃油則是在進(jìn)氣沖程中噴射。理論空燃比的均質(zhì)混合氣易于燃燒，不必借助渦流作用，因此，由于進(jìn)氣阻力減少，開關(guān)閥打開。而在全負(fù)荷以外，進(jìn)行廢氣再循環(huán)，限制泵吸損失，由于直噴化而使壓縮比提高到12.1，即使在均質(zhì)理論空燃燒比混合氣燃燒中，仍能降低燃油耗。進(jìn)一步說，在FSI發(fā)動機(jī)中，在低負(fù)荷與高負(fù)荷之間，作為第三運(yùn)行模式而設(shè)定均質(zhì)稀薄燃燒，在這種運(yùn)行模式中，燃油在進(jìn)氣沖程噴射，并且由于產(chǎn)生加速稀薄混合氣燃燒的縱渦流，開關(guān)閥被關(guān)閉。這時，阻礙燃燒的廢氣再循環(huán)（EGR）暫不進(jìn)行。與均質(zhì)理論空燃比燃燒不同的是，吸入空氣量超過燃油的噴射量。
如上所述，根據(jù)FSI發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在分層稀薄燃燒到均質(zhì)理論空燃比燃燒過程中，空燃比連續(xù)變化。因此，三效催化轉(zhuǎn)化器不能夠凈化排放氣體中的NOx。這是因?yàn)槿�效催化轉(zhuǎn)化器要利用排氣中的HC或CO進(jìn)行NOx還原反應(yīng)的緣故。在稀薄燃燒中，在排放氣體中殘留很多氧氣，不能進(jìn)行NOx還原反應(yīng)。為了使NOx吸儲型催化劑獲得高效功能，其溫度必須保持在250-500℃范圍內(nèi)。當(dāng)超過這一溫度范圍發(fā)動機(jī)會自動轉(zhuǎn)換到均質(zhì)理論空燃比燃燒，并通過三效催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行廢氣處理。然而這又與燃油經(jīng)濟(jì)性下降相關(guān)，為此，必須增加廢氣冷卻裝置。利用這種冷卻裝置，排放氣體通過NOx吸儲型催化轉(zhuǎn)化而被冷卻，由于稀薄燃燒的范圍寬，催化轉(zhuǎn)化器的壽命也延長。然而，NOx吸儲型催化轉(zhuǎn)化器會受到硫侵蝕而中毒，所以必須把汽油中的含硫量盡量降低到最少。但是，如前所述，含硫低的汽油不是到處能供應(yīng)的。大眾汽車公司采取的措施是，把催化劑反應(yīng)溫度提高到650°以上，從而把附著在催化劑上的硫通過燃燒而加以消除。
在高速行駛時，能夠保持這樣高的催化劑溫度，但是，在城市內(nèi)行駛時則催化劑溫度下降，就不能燒除附著在催化劑的硫。為此，通過NOx傳感器監(jiān)視硫附著在催化劑上的程度，根據(jù)監(jiān)測情況提高排放氣體的溫度。作為其措施，一般采用點(diǎn)火正時延遲，盡管這樣做會引起燃油經(jīng)濟(jì)性惡化，但是為了凈化處理NOx，這是不得已而為之。
第二，TDI，TDI（Turbo Charged Direct Injection）柴油渦輪增壓直噴式引擎。早在1976年，大眾集團(tuán)就開始研發(fā)柴油直噴系統(tǒng)，1989年，第一款配備TDI的奧迪柴油車正式投放市場，如今，經(jīng)過15年的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且在TDI的4氣閥技術(shù)、渦旋進(jìn)氣系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)、可變進(jìn)氣截面的渦輪增壓器等技術(shù)上取得柴油發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。在歐洲，有高達(dá)43.7%的新車車主選購柴油車，而每兩輛Volkswagen的汽車當(dāng)中，就有一部是TDI柴油車，這正說明了Volkswagen柴油引擎的重要性與市場接受度，現(xiàn)今的TDI技術(shù)已經(jīng)與L3 L4 L5 V6 V8 V10 V12引擎相配合，形成大眾集團(tuán)里完整的產(chǎn)品線。
TDI采用渦輪增壓中冷和柴油直噴技術(shù)，所謂柴油直噴是把燃料直接噴射到主燃燒室，而不是以前常見的噴射到預(yù)燃室內(nèi)。柴油直噴技術(shù)以前在大型柴油機(jī)中出現(xiàn)過，經(jīng)過改進(jìn)和細(xì)化，現(xiàn)在已經(jīng)能夠應(yīng)用到乘用車柴油機(jī)上。與大眾以往柴油機(jī)相比，TDI機(jī)型擁有許多優(yōu)勢。
TDI技術(shù)使燃油經(jīng)由一個高壓噴射器直接進(jìn)入汽缸，因?yàn)?a href=http://www.guilinhy.com/huanye_htm/hyfenlei24.html target=_blank>活塞頂?shù)脑煨褪且粋�凹陷式的碗型設(shè)計(jì)，燃油就在汽缸內(nèi)形成一股螺旋狀的混合氣，這使空氣和燃油混合得更為充分，燃燒更加理想，因此不但提高了功率輸出，降低了油耗，同時采用氧化型催化反應(yīng)器，大大降低了CO、HC、顆粒的排放，其中CO2排放與同排量汽油車比可降低30%。另外，采用電子排放控制，包括EGR（廢氣再循環(huán)）系統(tǒng)，大大降低了NOx產(chǎn)生，其排放指標(biāo)滿足EU3標(biāo)準(zhǔn)。
電控燃油噴射系統(tǒng)帶來更大的功率、更少的碳煙排放、更小的噪音和更佳的經(jīng)濟(jì)性。在大眾的TDI發(fā)動機(jī)上，噴油時間和噴油量都由電腦控制，而以前的柴油機(jī)采用機(jī)械控制方式。一體式燃燒室比以前的預(yù)燃式燃燒室減少了熱量損失，冷啟動變得更容易，以前選裝的缸體加熱裝置也沒有必要再安裝了，相應(yīng)的操作由發(fā)動機(jī)自動完成。即使在零下10度，新加熱塞設(shè)計(jì)能使加熱周期縮短10秒。一體式燃燒室允許更低的壓縮比（18.5：1或19.5：1對老機(jī)型的22：1或23：1），可以降低發(fā)動機(jī)的噪音和震動，進(jìn)而提升耐久性。
TDI系統(tǒng)上的Garret VNT15可變截面渦輪增壓器使增壓技術(shù)比舊有型號有更快的響應(yīng)（盡管以前機(jī)型的增壓滯后現(xiàn)象也比較輕微），起效范圍更加寬廣，同時不會造成排氣氣壓過高的問題。在大眾的TDI發(fā)動機(jī)中，增壓響應(yīng)被控制在0.25秒內(nèi)，駕駛員根本感覺不到增壓時滯的存在。TDI發(fā)動機(jī)的燃油系統(tǒng)也有自己的特征，現(xiàn)在有三種燃油噴射系統(tǒng)，首先是分配泵系統(tǒng)，由燃油泵向噴嘴順序供油（舊機(jī)型油壓為931bar，新機(jī)型壓力更高），噴油時間和噴油量都由電腦控制。大多數(shù)大眾TDI發(fā)動機(jī)使用博世VP 37電控分配泵，通常它安裝在發(fā)動機(jī)前端，由正時皮帶驅(qū)動。分配泵和噴嘴之間是高壓鋼油管。這一系統(tǒng)應(yīng)用在90和100hp的直4 1.9升機(jī)型上，還有2.5升直5以及150hp2.5升V6上。在分配泵內(nèi)，燃油首先通過葉片提升壓力，隨后旋轉(zhuǎn)柱塞泵把壓力進(jìn)一步提升并按順序把燃油送到每一缸噴油。每個噴嘴包含帶回位彈簧的活塞，一旦燃油壓力超過設(shè)定值，噴口即打開。5個噴口直徑極小。回位彈簧按兩級工作，即預(yù)噴在低壓下進(jìn)行，主噴則在高壓下進(jìn)行。主噴可以在混合器點(diǎn)火后繼續(xù)進(jìn)行，有效地降低了發(fā)動機(jī)的噪音。提高燃油噴射壓力可以顯著地改善排放水平，例如Audi A4 TDI把噴射壓力提升至1368bar，把排氣顆粒水平降低了20%。所付出的代價是把燃油泵中的柱塞加粗1毫米。
其它大眾TDI機(jī)型如115hp和150hp的1.9升直4，1.2和1.4升直3采用泵噴嘴技術(shù)，在這些機(jī)型上，每缸有自己的小型高壓燃油泵，由進(jìn)排氣凸輪軸驅(qū)動，泵噴嘴由低壓葉片泵供油，當(dāng)活塞接近壓縮行程的上止點(diǎn)時，泵噴嘴的主泵活塞受到激發(fā)，但噴油量由附在其上的電磁閥控制，多余油量由旁通閥流回。電磁閥通電時，旁通閥關(guān)閉，燃油以高壓形式通過噴嘴噴出，要停止噴油，只要給電磁閥斷電，燃油即從旁通閥回流。噴油時間就是電磁閥開啟時間，且每缸的燃油噴射是獨(dú)立完成的，便于精確控制。
最后一種是高壓共軌噴射系統(tǒng)，它的概念有點(diǎn)類似于汽油機(jī)噴射系統(tǒng)，只不過油軌內(nèi)的壓力提高了1000倍。中央油泵把高壓油送入油軌，在油軌上對應(yīng)每缸有相應(yīng)的電磁閥控制燃油進(jìn)入噴嘴，高壓噴射壓力直高達(dá)2050bar。盡管說起來簡單，但超高壓使系統(tǒng)建造并不容易。這套系統(tǒng)應(yīng)用在180馬力2.5升V6機(jī)和3.3升V8機(jī)型上。
這兩種基本上就是我們老百姓能接觸到的最新的發(fā)動機(jī)技術(shù)了