Silnik VW Lupo FSI

Silnik FSI wyposażony jest w kolektor dolotowy o zmiennym przekroju kanałów. Przekrój jest zmniejszany, gdy silnik pracuje z częściowym obciążeniem, a zwiększany gdy rośnie zapotrzebowanie na moment obrotowy. Regulacja wielkości przekroju odbywa się za pomocą siłownika podciśnieniowego, zmieniającego położenie dodatkowych przepustnic (tumble).
Problemem, z którym musieli się uporać konstruktorzy, była natomiast regulacja składu spalin. Podczas spalania ubogich mieszanek klasyczny reaktor katalityczny potrójnego działania okazuje się bowiem niewystarczający, jeśli chodzi o ograniczenie zawartości w spalinach tlenków azotu, eliminując je tylko w 70%. Te szkodliwe substancje reagują z hemoglobiną, powodując m.in. obrzęk płuc, zwyrodnienie mięśnia sercowego, uszkodzenia układu nerwowego, a w dużym stężeniu nawet śmierć. W związku z tym w układzie wydechowym wprowadzono dodatkowe urządzenie wiążące tlenki azotu w postaci azotanów. Ten „zbiornikowy” konwerter wymaga jednak okresowej regeneracji. Następuje ona co 60 s i polega na automatycznym przestawieniu na pracę silnika z pełnym wymieszaniem paliwa z powietrzem (lambda = 0,8) na przeciąg 2 s. W tym czasie azotany zostają przekształcone w tlen, azot, wodę i dwutlenek węgla, uwalniane następnie do atmosfery. Poza sondą lambda w układzie wydechowym zainstalowano także czujnik temperatury i czujnik stężenia tlenków azotu. Podczas spalania mieszanek stechio-metrycznych działanie obu reaktorów sumuje się.
Dzięki zastosowaniu systemu spalania uwarstwionej mieszanki o zmiennym współczynniku lambda silnik jest elastyczniejszy, oszczędniejszy i bardziej dynamiczny. Moment obrotowy rośnie o ok. 5% wskutek wyższego stopnia sprężania i optymalizacji procesu tworzenia mieszanki. Zużycie paliwa ulega zmniejszeniu średnio o 15-5-20%, w porównaniu z konwencjonalnymi jednostkami napędowymi z wielopunktowym wtryskiem paliwa do kolektora dolotowego, a podczas pracy przy częściowym obciążeniu (zwłaszcza na biegu jałowym), oszczędności mogą sięgać nawet 40%. Testy wykazują, że 70% cyklu pomiarowego wg nowego testu europejskiego (dyrektywa 93/116/EC) przypada na zakres pracy na ubogiej mieszance.
Według danych fabrycznych Lupo FSI zadowala się przeciętnie 5-5,5 dm3 benzyny na 100 km, jego prędkość maksymalna wynosi 199 km/h, a rozpędzanie od 0 do 100 km/h następuje w ciągu 10,5 s. Samochód już dziś spełnia normy toksyczności spalin Euro 4, które będą obowiązywać od 2005 r. W dwa lata później, według przewidywań ekspertów, co drugi silnik benzynowy wyprodukowany w Europie będzie wyposażony w układ bezpośredniego wtrysku paliwa.
Pełne wykorzystanie walorów tego rozwiązania będzie możliwe po wprowadzeniu do sprzedaży benzyny o niskiej zawartości siarki, na poziomie 10 ppm, wobec obecnych 300 ppm. Produkty utleniania siarki utrudniają procesy zachodzące w reaktorze katalitycznym, a ich usuniecie wymaga utrzymania go przez długi czas w bardzo wysokiej temperaturze (ok. 650°C), co można osiągnąć w praktyce tylko przy jeździe z prędkością maksymalną.

Współczynnik nadmiaru powietrza lambda.
Do całkowitego spalenia 1 kg benzyny potrzebne jest 14,7 kg powietrza. Ten wynikający z przebiegu reakcji chemicznej stosunek nazywa się stechiometrycznym. Relację tę przyjęto opisywać tzw. współczynnikiem nadmiaru powietrza lambda, stanowiącym iloraz masy rzeczywiście zużytego w konkretnych warunkach powietrza do masy powietrza teoretycznie potrzebnego do spalenia danej ilości paliwa. Przy spalaniu stechiometrycznym lambda ma wartość 1. Mieszanka benzyny z powietrzem jest palna w zakresie lambda 0,7-5-1,25. Największy moment obrotowy silniki z zapłonem iskrowym osiągają przy lambda równym 0,9-M. W przypadku nadmiaru powietrza w cylindrze mieszankę określa się jako ubogą, a lambda jest wtedy większa od jedności, w przeciwnym wypadku mieszankę nazywa się bogatą, a lambda jest mniejsza od jedności.