Fuel Stratified Injection 燃油缸内直喷技术（FSI）

什么是FSI？

FSI是Fuel Stratified Injection的缩写，意指“燃油分层喷射”。在设计上，FSI发动机与其他传统发动机的区别在于：与歧管喷射原理不同，FSI发动机配备了按需控制的燃油供给系统，汽油被直接喷入燃烧室，共轨高压喷射系统负责提供精确的燃料，形成10兆帕左右的工作压力。同时，可以毫秒级精确计算注入汽油量，从而提高燃烧效率，节省燃油。

奥迪2.5升TFSI涡轮增压汽油发动机

为什么要采用FSI？

有关研究表明，理想状态下，汽车发动机做功后只有31%的能量转化为有效牵引力，而发动机和传动系统的自身能耗则高达38%。如此高的能耗比例对于汽车厂家来说既是一个头疼的难题，也是一个难得的机遇。利用更多的气门已无法大幅度提升发动机的性能，而燃油缸内直喷技术则是目前最佳的解决方案之一。

理解燃油缸内直喷技术的先进性，还要从传统的汽车发动机说起。早已淘汰的化油器发动机和现今仍是主流的电喷发动机都属于“缸外供油”发动机，由于设计上的局限（燃油经燃油喷射器喷出，在进气歧管内与空气混合后通过进气门进入气缸），混合油气在活塞运动的负压作用下进入燃烧室的过程中，不可能完全适应发动机的复杂工况，必然导致热能转换效率的降低。这不仅影响到发动机的动力性能，更增加了油耗和排放。而如果能根据发动机不断变化的工况需要精确控制燃油的喷射量，并直接喷射进燃烧室，则可以明显提高燃烧效率、减少排放和油耗。这正是采用FSI技术的最主要原因。

燃油缸内直喷技术的优势何在？

奥迪FSI发动机的最大特点是它可以根据发动机负荷工况自动选择两种运行模式。在低负荷时为分层稀薄燃烧，在高负荷时则为均质燃烧。在低负荷时，节气门为半开状态，燃油系统在发动机压缩行程喷注燃油，特别的活塞顶设计使吸入的空气和喷入的燃油形成滚流，仅在火花塞周围形成达到理论空燃比的足以燃烧的混合气，来引燃整个燃烧室内的混合气；而在燃烧室的其他地方则为富含空气的高空燃比的混合气，所以形成稀薄燃烧。

在高负荷时，节气门全开，根据吸入空气量精确控制燃油的喷注量，燃油与空气同步注入气缸并充分雾化混合，使符合理论空燃比的混合气均匀地充满燃烧室，即形成均质燃烧，充分的燃烧使发动机动力得到淋漓尽致的发挥。而燃油的蒸发又使混合气降温，降低了爆燃产生的可能性。也就是说在均匀燃烧情况下，在获得高动力和高转矩输出的同时，只付出了较低的燃油消耗。

可以看到，FSI技术省油的技巧主要是通过分层稀薄燃烧来实现的，这个时候的动力相比传统发动机来说并无优势，提高动力性能表现的时候是在均质燃烧阶段。在节气门半开状态下，分层喷射方式可充分发挥燃料的经济效益，因为这时只在火花塞周围才需要富含汽油的可燃烧油气混合物。而在燃烧室的其他地方只需喷射含高比例空气的油气混合物。在日常驾驶条件下，直喷式汽油发动机技术的节油性能更加显著，因为发动机会在分层喷射和均匀喷射两种模式中不断更换。

总结：将燃油直接喷射入气缸的FSI发动机，相比将燃油喷射至进气歧管的传统发动机，其优点在于：1）动力反应能力显著提高；2）输出功率和转矩更大；3）燃油消耗明显降低。

奥迪FSI发动机燃油喷射系统构造