缸内直喷:未来引擎的省油王
[转贴 2010-02-22 00:02:44]
缸内直喷:未来引擎的省油王
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奥迪FSI缸内直喷技术又有新突破。理财周报记者从{dj2}消息渠道获知,这款将于今年底发布的引擎将奥迪的看家法宝FSI技术推向另一高度——有望解决各国油品不同的难题。
自从2005年底奥迪A4 2.0TSI把FSI技术引入中国以后,"FSI"、"缸内直喷"这些字眼开始越来越被人所熟悉。而到了2007年,国产上海大众斯柯达明锐和一汽大众迈腾开始装备一款同时兼为涡轮增压和缸内直喷技术1.8TSI引擎,其功率输出达到118kw,毫不逊色于凯美瑞这些自然吸气的2.4L引擎,一时间成为人们关注的焦点。缸内直喷技术真的如此神奇?它的先进之处又在哪里?这类技术引擎到了中国会不会在维护上有"副作用"产生?另外,大家最应该关注的一点是,国产的FSI是否与国外的FSI是同一回事?
我们先来说一个赛车界xx的故事:法国勒芒24小时耐力赛是除一级方程式以外,最受人关注的场地比赛。而从2001年开始,装备奥迪FSI引擎的战车已经连续5年获得勒芒{gj},其中4次由奥迪R8获得,一次由宾利获得。R8之所以能够连年获胜,与其装备了奥迪独门的FSI引擎有很大关系。FSI其{zd0}优点是保证功率输出的基础上做到特别省油,而这点在要经常进站加油的24小时耐力赛中显得特别重要。R8装备的V8双涡轮FSI引擎能输出455Kw功率和超过686Nm的扭力,但却比对手低8%的油耗优势,从而以更少的停站次数赢得了宝贵的时间。
稀薄燃烧技术
汽油引擎如何做到省油?很多年前人们就想到了稀薄燃烧技术,这种技术实际上就是一种"既要马儿跑得快,又要马儿不吃草"的想法——通过合理地往气缸注入尽量少的燃油,再与吸入的空气充分混合(空气与燃油的比率,技术上叫做"空燃比"),然后让其充分燃烧。稀薄燃烧技术的引擎每转一圈(引擎做功)所需燃烧的汽油都比普通引擎要少,提高了燃油经济性。
稀薄燃烧是很早就有的想法,本田在1980年代的CIVIC轿车上都采用了类似技术的引擎,但当时的技术上较为简单,效果也不太明显。
其实我们身边就有一款采用稀燃技术的熟悉车型,广州本田1.3L的飞度,它装备的是一副1.3L DS-I引擎。DS-I引擎通过采用双火花塞来解决稀燃点火难的问题,这是一个低成本的好办法。本田飞度的DS-I引擎还特别采用每缸两气门的SOHC设计,这样中低速时可以容易产生进气涡流,更有效使混合气混合均匀,再通过双火花塞设计来解决点火问题。但DS-I的混合效果并非最理想,它只能做到中低转省油,但无法输出大功率和大扭矩。
缸内直喷技术(GDI)
要做到xxx的稀薄燃烧效果,{zh0}的技术解决方法就是采用缸内直喷技术。现在的汽油引擎都是采用电子燃油喷射技术(电喷),但喷油的地方是在进气口,让燃油和空气简单混合后再进入到气缸内。而GDI缸内直喷技术就是把燃油直接喷射到气缸里面,直接点火燃烧。"FSI技术使喷射精度更高,将燃油打得更散,燃烧就更加充分。"奥迪(中国)公关部产品经理金新告诉理财周报记者。
其实缸内直喷技术早已经在柴油机内采用,而且非常流行,这也是柴油机近几年进步神速的原因。柴油机采用压燃的方式,不存在点火难题,所以实现起来比较容易。但要在转速高、气缸温度高、还需要点火的汽油引擎中,缸内直喷就不好解决,这就是为什么缸内直喷是近几年才开始采用的原因。
上世纪90年代日本车厂十分热衷稀燃技术的研究,其中较为xx的是三菱的GDI,GDI是类似奥迪FSI的直喷技术。自1995年首台GDI发动机被安装在三菱的量产车上,至今已经生产了100多万台GDI发动机。但可惜没有很好地解决GDI引擎的可靠性问题,以致走了很多弯路,加上三菱前几年沉重的财务和信用危机,所有新技术都不得不停止研发,埋没了GDI这一先进技术。GDI的暗淡,助就了大众、奥迪同类技术FIS的成功,现在大众、奥迪已经把FSI技术向旗下的每一款车型普及。
燃油分层燃烧是缸内直喷的目的
大众、奥迪的FSI同样是缸内直喷技术的一种,但"FSI"的意思不是"缸内直喷",而是燃油分层喷射,而"燃油分层燃烧"才是缸内直喷技术的目的,分层燃烧才是其中的精华部分。
什么是"分层燃烧"?听起来似乎十分技术。我们知道,稀薄燃烧最困难的一步就是如何把混合气点燃,单靠火花塞的能力是不可能的。但如果在火花塞附近聚集了一部分浓度较高的混合气,就很容易用火花塞点燃它,燃烧的这部分浓度混合气就像一个大火团,迅速向周围扩散开来,从而由近到远,带动整个气缸的稀薄混合气燃烧,这就是所谓的"分层燃烧"。
为什么开发缸内直喷引擎会这么困难?原因在"涡流"上。与一级方程式外形的空气动力学设计一样,任何涉及高速气流的设计都必须经过大量计算以求验证,这需要建立数学模型而且计算量非常庞大。大众、奥迪正是利用高速计算机技术,经过长时间的试验才能确定气缸和活塞形状。而没有实力的车厂,要进行这类开发谈何容易。并且大众为FSI技术申请了专利,将开发数据保密。事实上缸内直喷技术早在30年代就已经提出,但实现却是在70年后的今天,这一切要归功于车载的传感器和电子控制系统,以及最终使该项技术浮出水面的计算机建模系统。(理财周报记者宋怡对此文也有贡献)
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奥迪FSI缸内直喷技术又有新突破。理财周报记者从{dj2}消息渠道获知,这款将于今年底发布的引擎将奥迪的看家法宝FSI技术推向另一高度——有望解决各国油品不同的难题。
自从2005年底奥迪A4 2.0TSI把FSI技术引入中国以后,"FSI"、"缸内直喷"这些字眼开始越来越被人所熟悉。而到了2007年,国产上海大众斯柯达明锐和一汽大众迈腾开始装备一款同时兼为涡轮增压和缸内直喷技术1.8TSI引擎,其功率输出达到118kw,毫不逊色于凯美瑞这些自然吸气的2.4L引擎,一时间成为人们关注的焦点。缸内直喷技术真的如此神奇?它的先进之处又在哪里?这类技术引擎到了中国会不会在维护上有"副作用"产生?另外,大家最应该关注的一点是,国产的FSI是否与国外的FSI是同一回事?
我们先来说一个赛车界xx的故事:法国勒芒24小时耐力赛是除一级方程式以外,最受人关注的场地比赛。而从2001年开始,装备奥迪FSI引擎的战车已经连续5年获得勒芒{gj},其中4次由奥迪R8获得,一次由宾利获得。R8之所以能够连年获胜,与其装备了奥迪独门的FSI引擎有很大关系。FSI其{zd0}优点是保证功率输出的基础上做到特别省油,而这点在要经常进站加油的24小时耐力赛中显得特别重要。R8装备的V8双涡轮FSI引擎能输出455Kw功率和超过686Nm的扭力,但却比对手低8%的油耗优势,从而以更少的停站次数赢得了宝贵的时间。
稀薄燃烧技术
汽油引擎如何做到省油?很多年前人们就想到了稀薄燃烧技术,这种技术实际上就是一种"既要马儿跑得快,又要马儿不吃草"的想法——通过合理地往气缸注入尽量少的燃油,再与吸入的空气充分混合(空气与燃油的比率,技术上叫做"空燃比"),然后让其充分燃烧。稀薄燃烧技术的引擎每转一圈(引擎做功)所需燃烧的汽油都比普通引擎要少,提高了燃油经济性。
稀薄燃烧是很早就有的想法,本田在1980年代的CIVIC轿车上都采用了类似技术的引擎,但当时的技术上较为简单,效果也不太明显。
其实我们身边就有一款采用稀燃技术的熟悉车型,广州本田1.3L的飞度,它装备的是一副1.3L DS-I引擎。DS-I引擎通过采用双火花塞来解决稀燃点火难的问题,这是一个低成本的好办法。本田飞度的DS-I引擎还特别采用每缸两气门的SOHC设计,这样中低速时可以容易产生进气涡流,更有效使混合气混合均匀,再通过双火花塞设计来解决点火问题。但DS-I的混合效果并非最理想,它只能做到中低转省油,但无法输出大功率和大扭矩。
缸内直喷技术(GDI)
要做到xxx的稀薄燃烧效果,{zh0}的技术解决方法就是采用缸内直喷技术。现在的汽油引擎都是采用电子燃油喷射技术(电喷),但喷油的地方是在进气口,让燃油和空气简单混合后再进入到气缸内。而GDI缸内直喷技术就是把燃油直接喷射到气缸里面,直接点火燃烧。"FSI技术使喷射精度更高,将燃油打得更散,燃烧就更加充分。"奥迪(中国)公关部产品经理金新告诉理财周报记者。
其实缸内直喷技术早已经在柴油机内采用,而且非常流行,这也是柴油机近几年进步神速的原因。柴油机采用压燃的方式,不存在点火难题,所以实现起来比较容易。但要在转速高、气缸温度高、还需要点火的汽油引擎中,缸内直喷就不好解决,这就是为什么缸内直喷是近几年才开始采用的原因。
上世纪90年代日本车厂十分热衷稀燃技术的研究,其中较为xx的是三菱的GDI,GDI是类似奥迪FSI的直喷技术。自1995年首台GDI发动机被安装在三菱的量产车上,至今已经生产了100多万台GDI发动机。但可惜没有很好地解决GDI引擎的可靠性问题,以致走了很多弯路,加上三菱前几年沉重的财务和信用危机,所有新技术都不得不停止研发,埋没了GDI这一先进技术。GDI的暗淡,助就了大众、奥迪同类技术FIS的成功,现在大众、奥迪已经把FSI技术向旗下的每一款车型普及。
燃油分层燃烧是缸内直喷的目的
大众、奥迪的FSI同样是缸内直喷技术的一种,但"FSI"的意思不是"缸内直喷",而是燃油分层喷射,而"燃油分层燃烧"才是缸内直喷技术的目的,分层燃烧才是其中的精华部分。
什么是"分层燃烧"?听起来似乎十分技术。我们知道,稀薄燃烧最困难的一步就是如何把混合气点燃,单靠火花塞的能力是不可能的。但如果在火花塞附近聚集了一部分浓度较高的混合气,就很容易用火花塞点燃它,燃烧的这部分浓度混合气就像一个大火团,迅速向周围扩散开来,从而由近到远,带动整个气缸的稀薄混合气燃烧,这就是所谓的"分层燃烧"。
为什么开发缸内直喷引擎会这么困难?原因在"涡流"上。与一级方程式外形的空气动力学设计一样,任何涉及高速气流的设计都必须经过大量计算以求验证,这需要建立数学模型而且计算量非常庞大。大众、奥迪正是利用高速计算机技术,经过长时间的试验才能确定气缸和活塞形状。而没有实力的车厂,要进行这类开发谈何容易。并且大众为FSI技术申请了专利,将开发数据保密。事实上缸内直喷技术早在30年代就已经提出,但实现却是在70年后的今天,这一切要归功于车载的传感器和电子控制系统,以及最终使该项技术浮出水面的计算机建模系统。(理财周报记者宋怡对此文也有贡献)
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