图6是利用计算流体动力学(CFD)的方法得到的气流和燃油喷束的结果，清晰地显示了FSI燃烧过程中空气气流导向和壁面导向的综合效果。借助于气流导向凹坑的形状，特别是其流出角，使燃油喷束在撞到燃油导向凹坑背风面之前首先受到制动。由于空气滚流和喷油的相互作用，使喷出燃油中的一小部分在点火上止点前55°CA时，就已准备好良好的空燃混合物。

处在燃油导向凹坑背风面的燃油到达凹坑的底部，并转向火花塞方向(见图6)。这部分燃油从燃油导向凹坑离开后，被气流导向凹坑上方一直存在的空气滚流挤向火花塞，以确保稳定的点火(见图6)。等到点火时刻，火花塞下方已准备好良好的空燃混合物。

由于滚流的强度随转速而增强，因此喷油压力和喷油定时等喷射参数必须适应工况的变化，以确保在重要的运行工况区域内，空气气流、喷油及其周围的燃烧室几何形状三者之间良好配合。

无论是为了获得FSI优异的燃油耗和排放(主要是空气气流导向的影响)，还是为了批量生产所要求的对燃烧系统制造公差和随运转时间变化的不敏感性(主要是壁面导向的影响)，空气气流导向和壁面导向的综合效果都是其重要的保证。

2.基础发动机

EA111系列的基本型号是1.4L-55kW-4V进气道喷射汽油机，其基本设计方案的主要特点是采用铝合金机体、4气门技术、滚轮摇臂式气门传动机构、塑料进气模块和EGAS型电子控制系统等。Lupo-FSI汽油机是2000年在该基本型号的基础上研发而成的，成为大众公司燃油分层喷射技术的平台，而新型的自然吸气1.4L-FSI分层直喷式汽油机及其加大活塞行程的1.6L变型(见图7、图8)是2003年又在Lupo-FSI汽油机技术平台的基础上的进一步改进,其特别注重摩擦功率、声学特性、维护保养、使用寿命和质量等方面的改进。这两种新型FSI汽油机的技术规格示于表1，其主要特点是：①采用Bosch MED9.5.10电控汽油缸内直接喷射系统；②结构优化的铝机体；③质量减轻的主运动件；④机体与汽缸盖冷却水分开循环的横流式冷却系统；⑤声学特性优化的齿形链条配气传动机构；⑥配气传动机构罩盖集成了粗细机油滤清器和曲轴箱强制通风装置；⑦安装在油底壳内的流量可调式机油泵；⑧进气凸轮轴相位连续调节(仅用于1.6L-FSI汽油机)。

由于新设计的机体必须与现有的EA111系列机体共线生产，因此不仅要保持82mm缸心距不变，而且还要采用基本型发动机的深裙型结构。在结构改进设计中，要特别重视加强发动机变速器连接法兰的钢性，以提高动力总成弯曲振动的固有频率，通过结构的彻底优化，大大提高了铝合金机体的声学特性。全新设计的顶面敞开式铝合金机体，采用AlSi9Cu3材料压铸而成，并镶铸1.4L和1.6L两种机型通用的灰铸铁汽缸套。

这两种机型的汽缸盖是以EA111系列的4气门滚轮摇臂式汽缸盖为基础设计的，主要改进有链传动匹配、配气传动机构罩盖、横流式冷却方式等。FSI汽油机汽缸盖的特征是在进气道中镶铸了滚流板以及位于进气道下方的高压喷油器安装孔。

活塞按压缩比12∶1设计，由高温耐热过的共晶铝合金制成，特别针对质量和摩擦进行了优化。尽管EA111系列中的FSI机型的活塞顶面形状比较复杂，具有燃油喷束和空气气流两个导向凹坑，但活塞采用新工艺铸造，特别轻巧，质量只有235kg，与老机型相比减轻了约10 %。

作为自然吸气机型，其爆发压力为8.5MPa，活塞销直径为17 mm就足够了。同时，为降低成本，该机型采用了铸铁曲轴。

3.横流式冷却系统

汽缸盖横流式冷却发动机重新设计了冷却水流程，这是新发动机开发工作的一项重要内容(见图9)。汽缸盖横流式冷却是通过机体侧面铸出的布水道和汽缸盖中重新设计的冷却水套实现的，汽缸盖和机体中的冷却水回路分别由两个相互独立的节温器控制。

汽缸盖横流式冷却在功能上分成两个区域：下部冷却汽缸盖燃烧室火力；上部汇集各缸冷却水流，并将冷却水导向节温器。汽缸盖下部贴近燃烧室的冷却水套横截面大小是由最高的水流速度确定的，从而获得最高的冷却效率。这种冷却系统可以达到以下效果：①发动机启动后机体升温迅速，减少了曲柄连杆机构的摩擦；②燃烧室冷却最佳；③减小水泵的驱动功率(水力功耗减少10%)，通过改进设计甚至能使总功耗减少约30%；④改善排放性能。

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