自VW GOLF 2.0 FSI 推出後，造成一股風潮，FSI 名稱響亮朗朗上口之餘，且讓我們來進一步認識 FSI ： FSI (Fuel Stratified injection) 中譯為：分層進氣噴射系統，但是，又常聽到 FSI 也叫作缸內直噴系統到底他們有什麼關聯?在探討 FSI 之前我們應先了解以下幾個基本引擎運作原理
1.均勻燃燒(Homogeneous Mode)
所有化油器、單點、多點、機械噴射系統皆依照這個原則運作，是目前的主流，均勻燃燒系統運作中，汽油經由化油器或噴射系統，以大約14.7:1(重量比)的混合比，再進氣行程，吸 入進氣岐管(化油器、單點噴射系統)，或在進氣閥門前噴入引擎(多點噴射系統)，經過進氣，及壓縮兩個行程的擾動，均勻混合後，再經由火星塞，依適當時間，點火爆發產生動力。
內燃機，顧名思義，它的燃燒，發生在完全密閉的空間"燃燒室"內，空氣/汽油混合化，必須精確控制在，化學完全燃燒混合比14.7:1內，理論上才能完全燃燒，如果汽油過多空氣不足，會因為缺氧，而產生致命的CO及HC、一如冬天在密閉的浴室，使用瓦斯熱水器，但產生最大馬力，一般在汽車重負載時，一個增濃裝置會將混合比，由14.7:1提升至12:1增強馬力，以順利爬坡或超車。
內燃機，如果運作在約17:1或更稀的混合比，會比較省油，但是，如果沒有特殊的設計安排，引擎燃燒會不穩定，容易熄火且性能下降，而更糟的是由燃燒延後，導致的高溫，會使空氣中的惰性氣體，氮(N2)與氧氣(O2)結合，產生NO或NO2，這兩種氣體合稱NOX，NOX是造成酸雨的罪魁禍首。
至於因混合比過濃，所產生的HC或CO這兩種氣體，基本上可燃，只要用二次空氣汞加入氧氣，就能氧化(燃燒)成對環境危害較小的CO2及H2O，至於NOX一但在高溫下結合，要還原成N2 + O2就沒這麼容易，它是一種汽車裏很麻煩的廢氣，而現代汽車，要求的是小引擎大馬力，這個條件，必須依賴高溫及高壓來達成，所以NOX可說是高性能之敵。
2.均勻稀薄燃燒(Homogeneous Iean Mode)
一般而言，如果引擎運轉於17:1以上的混合比，就可定義 為稀薄燃燒引擎，由於稀薄燃燒，具有省油的潛力，所以各大車廠，皆投注相當心力發展，稀薄燃燒的困難在於燃燒不穩定，因此許多引擎系統，運用渦流擾動，超音速噴嘴，或加熱法，讓混合氣充分氣化，而達到可控制的燃燒，但是汽車要求的，不僅只是省油而已，馬力及駕駛性能也很重要，所以當 FSI 出現後，各大廠就專心於新系統的開發。
3.分層進氣(Stratified Mode)
由字面解釋，分層進氣，就是燃料與空氣分別進入引擎內，最好完全不混合，而形成不同層次的進氣，實際上，分層進氣引擎，也是另一種形式的稀薄燃燒，其工作混合比，甚至能達到50:1的驚人數字，說起來也很有意思，為達成稀薄燃燒，所發展的兩種方法，一種是極度強調均勻混合，但最後達成的目的卻是一樣，而分層進氣引擎，能在更少的汽油下，平穩運轉。
分層進氣引擎，並不是新科技，事實上柴油引擎，就是分層進氣引擎的一種，我們回想一下，柴油引擎的工作原理，當進氣行程時，柴油引擎吸入純空氣，經20:1以上 的高壓縮比壓縮後，由缸內直接噴入柴油，由於汽缸內因高壓而產生高溫，經油噴嘴霧化的柴油，接觸的瞬間立刻燃燒，而產生動力，在這個過程中，柴油幾乎完全未與空氣混合，而柴油引擎，動力輸出的控制，只取決於柴油的噴入量，所以可以不需要節汽門，只要控制高壓噴射汞，就能控制引擎轉速。
至於汽油引擎上，用來控制引擎轉速的節氣門，在關閉或半開狀態下(引擎進氣岐管產生真空)會產生所謂的汞浦損失(Pumping Ioss)，增加油耗，如果使用分層進氣燃燒，就可減少汞浦損失而提升效率。
最早量產的汽油分層進氣引擎，由本田在1973年推出，如果對汽車有興趣的人應不陌生，他就是Honda CVCC (Compound Vortex Controlled Combustion) 引擎，中文名稱，複合渦流燃燒引擎(如圖)
VAG FSI Technology
在1973年代，燃料噴射系統，尚未發展成熟，但是環保觀念已在美國抬頭，本田藉由化油器科技，達成了低污染的目標，CVCC系統在源頭(燃燒室內)，減少了污染物的產生，所以它不使用二次空氣汞或觸媒轉換器，就能符合美國1975年廢氣排放標準，並且副作用是特別省油。
而當時其他車廠的系統，是污染產生後，再由二次空氣，或觸媒轉化器，轉換成無害氣體，由於鉛會造成觸媒轉化器系統失效，所以必須使用無鉛汽油，而CVCC不必使用無鉛汽油，又特別省油，因此在美國市場造成風潮，奠定了本田汽車的發展地位。
CVCC的構造很簡單，基本上CVCC有兩個一大一小的化油器，大化油器供應混合比約為25:1的稀薄混合比，由傳統的進氣門吸入引擎，這種稀薄混合比，是不可能被火星塞點燃的，另外小化油器經由，像模型引擎般的第二進汽門，吸入約8:1的濃混合氣，這個高度可燃的混合氣，進入一個位於火星塞旁，容積約6c.c的小燃燒室，這就形成了不均勻的混合比，火星塞，先點燃高濃度的混合氣體，再有效的，引燃其他稀薄混合氣。
CVCC整體混合比平均為20~22:1，所以省油，且馬力與同級車相比，並不遜色，但缺點是廢氣中NOX太高，隨著廢棄條例更加嚴格、且電子噴射系統，及三元觸媒轉換器，發展成熟，CVCC系統在1980年停用，但已為分層進氣引擎，樹立了好榜樣。
在了解上述三項引擎工作模式後，我們就可以初步的定義 FSI 系統，所謂 FSI ，就是運用高度發展的汽車電子、機械科技"缸內直噴"讓同一個引擎，依不同的需求，自動的在三種模式間切換，以達到省油，低污染，及高馬力的要求。
由於CO2造成的溫室效應日益嚴重，CO2排放管制，已成為世界各國，必須正視的問題，FSI 能省油 15% 以上，就代表 CO2 減量 15% ，所以各大汽車廠都推出類似產品，例如:Mitsubishi GDI,Renault IDE,Alfa romeo JTS,Cltroen / Peugeot HPI,Mercedes CGI,Ford SCI展望未來，分層進氣燃燒引擎，必將成為汽油引擎的主流。
至於 FSI 的工作原理，我們留在下次詳談。 |
