FSI-Motor – was ist das? Funktionsprinzip, Einstellung und Unterschiede zu anderen Verbrennungsmotoren

Der Hauptunterschied in der Konstruktion von FSI-Aggregaten zu anderen mechanischen Verbrennungsgeräten besteht in der Zufuhr von Hochdruckbenzin durch die Düse direkt in die Brennkammer.

Im Labor des Mitsubishi-Konzerns wurde ein Automotor mit FSI-Technologie entwickelt, der heute bereits in vielen Automarken verschiedener europäischer, amerikanischer und japanischer Hersteller verbaut ist. Volkswagen und Audi gelten zu Recht als führend in der Produktion von FSI-Aggregaten, deren Autos mittlerweile fast alle mit diesen Motoren ausgestattet sind. Darüber hinaus werden solche Motoren, jedoch in kleineren Mengen, in ihre Autos eingebaut: BMW, Ford, Mazda, Infiniti, Hyundai, Mercedes-Benz und General Motors.

Der Einsatz von FSI-Motoren reduziert die Schadstoffemissionen von Autos erheblich und senkt den Kraftstoffverbrauch um 10–15 %.

Der Hauptunterschied zu früheren Designs

Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal des FSI ist das Vorhandensein von zwei sequentiellen Kraftstoffsystemen, die Benzin liefern. Das erste ist ein ständig zirkulierendes Kraftstoffrückführungssystem mit niedrigem Druck, das den Benzintank, die Umwälzpumpe, das Sieb, den Steuersensor und die Benzinversorgungsleitung mit dem zweiten System verbindet.

Der zweite Kreislauf versorgt die Einspritzdüse mit Kraftstoff zur Zerstäubung und versorgt die Zylinder mit Verbrennungsmotor und damit mit mechanischer Arbeit.

Das Funktionsprinzip der Konturen

Die Aufgabe des ersten Zirkulationskreislaufs besteht darin, den zweiten mit Kraftstoff zu versorgen. Es sorgt für eine ständige Kraftstoffzirkulation zwischen dem Kraftstofftank und der Benzineinspritzvorrichtung, die als Sprühdüse installiert ist.

Die Aufrechterhaltung des konstanten Zirkulationsmodus erfolgt durch eine Pumpe im Gastank. Der eingebaute Sensor überwacht ständig das Druckniveau im Kreislauf und übermittelt diese Informationen an die Elektronikeinheit, die bei Bedarf den Betrieb der Pumpe ändern kann, um eine stabile Benzinversorgung des zweiten Kreislaufs zu gewährleisten.

Die Aufgabe des zweiten Kreislaufs besteht darin, die Zufuhr der erforderlichen Menge an zerstäubtem Kraftstoff in die Brennräume des Motors sicherzustellen.

Zu diesem Zweck umfasst es:

• eine Kolbenversorgungspumpe, um den erforderlichen Kraftstoffdruck zu erzeugen, wenn er der Düse zugeführt wird;
• ein in der Pumpe installierter Regler, der eine dosierte Kraftstoffzufuhr gewährleistet;
• Druckänderungskontrollsensor;
• Düse zum Versprühen von Benzin während der Einspritzung;
• Verteilungsrampe;
• Sicherheitsventil, um die Elemente des Systems zu schützen.

Die Koordination der Arbeit aller Elemente erfolgt durch ein spezielles elektronisches Steuergerät über Aktoren. Um ein hochwertiges brennbares Gemisch zu erhalten, sind ein Luftmengenmesser, ein Luftmengenregler und Luftklappensteuerantriebe eingebaut. Die Steuerelektronik stellt das vom Programm vorgegebene Verhältnis zwischen der Menge des zerstäubten Kraftstoffs und der für seine Verbrennung erforderlichen Luft bereit.

Auf unserem vodi.su-Portal gibt es übrigens einen Artikel, in dem Sie erfahren, wie Sie den Schnellstart des Motors nutzen.

Anpassungsprinzip

Beim Betrieb des FSI-Motors gibt es je nach Belastung des Motors drei Arten der Bildung eines brennbaren Gemisches:

• homogen stöchiometrisch, ausgelegt für den Betrieb des Aggregats bei hohen Geschwindigkeiten und schweren Lasten;
• homogen homogen, für Motorbetrieb in mittleren Modi;
• geschichtet, für den Motorbetrieb bei mittleren und niedrigen Drehzahlen.

Im ersten Fall wird die Stellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von der Stellung des Gaspedals bestimmt, die Ansaugklappen sind vollständig geöffnet und die Kraftstoffeinspritzung erfolgt bei jedem Motorzyklus. Der Luftüberschusskoeffizient für die Kraftstoffverbrennung ist gleich eins und in dieser Betriebsart wird die effizienteste Verbrennung erreicht.

Bei mittleren Motordrehzahlen öffnet die Drosselklappe vollständig und die Einlassventile sind geschlossen, wodurch das Luftüberschussverhältnis bei 1,5 gehalten wird und bis zu 25 % der Abgase für einen effizienten Betrieb dem Kraftstoffgemisch beigemischt werden können.

Bei der Schichtvergasung werden die Ansaugklappen geschlossen und die Drosselklappe je nach Belastung des Motors geschlossen und geöffnet. Der Luftüberschusskoeffizient liegt im Bereich von 1,5 bis 3,0. Der verbleibende Luftüberschuss übernimmt in diesem Fall die Rolle eines wirksamen Wärmeisolators.

Wie Sie sehen, basiert das Funktionsprinzip des FSI-Motors auf der Änderung der zugeführten Luftmenge zur Herstellung eines brennbaren Gemisches, vorausgesetzt, dass der Brennraum über eine Sprühdüse direkt mit Kraftstoff versorgt wird. Die Kraftstoff- und Luftzufuhr wird über Sensoren, Aktoren und ein elektronisches Motorsteuergerät gesteuert.

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