TSI / TFSI 解惑 名稱太混亂

TSI / TFSI 解惑 名稱太混亂

其實很多讀者都搞不清楚VAG車系的渦輪引擎型號,一下子是TFSI一下子又是TSI,這些動力單元相當混亂讓人搞不清楚,因此在談這款動力之前我們就要先認識一下這些代號到底有什麼意義。首先要先認識一下「FSI」,所謂FSI(Fuel Stratified Injection),意思就是「燃油缸內直噴」,傳統噴射引擎的噴油嘴是設置在進氣歧管進入進氣氣門之前,而噴油嘴會依照節氣門的開度由電腦(ECU)控制噴油量的多寡,燃油再與空氣混合之後進入汽缸內進行燃燒,理論上來說,引擎若要達到最佳的燃燒效率,就必須將空氣與燃料的比例維持在14.7:1,但是事實上,使用傳統的噴射引擎想要維持這樣的比例是很困難的一件事。


圖中的引擎本體就是Golf 1.4L TSI所搭載的本體,其實TSI最早是指1.4L雙增壓引擎,而非現在大家所知的2.0L TFSI或2.0L TSI引擎。

為了解決這個問題,因此VAG集團發展出了FSI缸內直噴系統,這套系統將噴油嘴由原本在進氣歧管上的位置移到了燃燒室內,也就是說當氣門關閉後引擎開始進入壓縮狀態時才會將燃料以高壓的方式注入汽缸內,如此一來就可以更精準的控制引擎的燃燒效率,來達到省油、高效率的目的。此外,該系統採取「燃油分層燃燒」(Straified Charge Mode)技術,這項技術是在每缸進氣道處再設置一個進氣閥門,當車輛在低轉速時閥們會關閉下方氣道,讓空氣由上方通道進入,進入到汽缸內部後因為活塞特殊的形狀,會讓內部的混合油氣氣流產生渦捲而集中在中間,燃燒時的熱量也會集中在中間,如此一來便可降低傳遞至汽缸的熱量,進而提升燃燒效率。


當轉速提升之後,引擎就會進入「均流進氣」(Homogenous Mode)模式,此時進氣道內的進氣閥門會依轉速高低而開啟一定的角度,全速運轉時就會完全開啟讓空氣完全直接進入汽缸內部,且此時氣門尚未完全關閉時噴油嘴就會開始將燃油注入,主要目的就是要讓燃油與空氣有充足的時間混合,此時進入汽缸內的油氣就會平均布滿缸內進行燃燒,以得到最佳的動力輸出。FSI動力系統最大的好處就是在於噴油量以及空氣的流動模式可得到更精準的控制,而汽油霧化的程度也較傳統噴射引擎優異許多,汽缸內部的溫度可因汽油霧化而降低,並可提升燃燒效率並降低爆震發生機會,此外,引擎燃燒效率變好之後相對燃燒溫度就可以降低,內部活塞、汽缸等零件也就可以適度的減輕重量,不但可以降低製造成本同時也能夠減少油耗。


左圖是舊款的2.0L TSFI本體,而右邊則為新款的2.0L TSI,兩者之間的差異有活塞、活塞環、噴油高壓泵浦、噴油嘴、廢氣回壓閥、可變揚程系統、正時鏈條、機油泵浦與機油濾芯等差異。

認識了FSI之後接下來就來介紹一下「TFSI」,所謂TFSI(Turbo Fuel Stratified Injection)就是「渦輪燃油缸內直噴」系統,也就是說在FSI的技術基礎上加上一具渦輪增壓器,它與FSI相同都為四缸引擎,但由於活塞形狀與噴油嘴位置不同,因此並不採用FSI五汽門而改為四氣門設計,雖然同樣都具有燃油分層燃燒技術,但實際上FSI是以節能為目的,而TFSI則是以提供最佳性能為主。而TFSI引擎靠著一具渦輪增壓力的加持,藉由排氣廢氣來推動這具渦輪讓引擎達到大於一個大氣壓力以上的進氣量,讓小排氣量的引擎擁有大排氣量引擎的效能輸出,但燃油消耗量卻能維持小排氣量引擎的油耗,這點就能看出這款引擎的優勢所在,然而,渦輪增壓的確能夠提升引擎的動力,不過它的缺點也有不少,其中最明顯的就是動力輸出反應滯後。


我們看看前面有關渦輪增壓的工作原理就知道了,即由於葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩,也就是說從你大腳踩油門加大馬力,到葉輪轉動將更多空氣壓進入引擎獲得更大動力之間會有一段空窗期,也就是所謂的Lag狀況,如果要突然加速的話,瞬間會有提不上速度的感覺。隨著技術的進步,雖然各個使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術進行改進,但是由於設計原理問題,因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定差異的,尤其是小排氣量的引擎就特別明顯。


 

為了解決這個問題,VAG開發出了另一個名為「TSI」的動力系統,而TSI與TSFI的名稱有很大不同,TSI英文縮寫的T為Turbocharger,而S為Supercharger,I則代表Fuel Stratified Injection,也就是結合渦輪與機械增壓的雙增壓引擎,還結合FSI的燃油缸內直噴與燃油分層燃燒,讓1.4L的小排氣量的引擎能夠產生出2.0L引擎的高效率。最早搭載TSI雙增壓引擎的車款為五代Golf GT,最大動力可以達到170匹馬力輸出,已經跟普通2.3L的引擎效能完全相同,重點是在燃料消耗上更可節省二到三成之譜。


看完上述的介紹之後相信大家對TFSI、TSI、FSI都有一定的認識了,但是大家一定會有些疑問,就是目前搭載在VW或是Audi車系上,同樣都是2.0L與1.4L引擎,為什麼有的叫做TFSI有的叫做TSI呢?其實說真的就連一些改裝VAG車系的店家也不一定都了解。


由於舊引擎的廢氣回壓閥可將引擎產生的廢油氣重新導回進氣歧管內,但後來發現這個裝置非常容易發生損壞,因此後來改成直接從汽缸上蓋導回這些廢油氣。

以目前改裝界中相當火紅的Golf GTI為來說明,MK5所搭載的動力為TSFI引擎,也就是2.0L渦輪增壓缸內直噴的縮寫,當時的Golf GT則搭載1.4L雙增壓TSI引擎,但是後來推出MK6之後,當時VW為了與Audi做出區別,因此將旗下所有增壓引擎不管是1.4L/1.8L/2.0L雙增壓、單增壓,只要是增壓引擎全都命名為TSI,這個TSI就不是雙增壓的意思,而Audi車系則維持原本的TFSI,因此從約2008年之後的車款要從TFSI或TSI這個名稱上去分辨引擎增壓的方式是行不通的。


 

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