『轉貼』大眾公司新雙增壓器TSI發動機探密
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大眾公司新雙增壓器TSI發動機探密
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| 編者按：本次北京車
展， 大眾
很可能將其新一代雙重增壓發動機技術展現在國內消費者面前。因此，筆者特意找來一些關于此款TSI發動機的資料，供消費者參考。 大眾公司對于這款新雙增壓器發動機的目標是讓它在低轉速的情況下使用機械驅動的增壓器（super增壓器），在高轉速的情況下使用廢氣渦輪增壓器（渦輪增壓器），并借此技術來減少發動機的尺寸，從而使客戶在享有相同駕駛感受的情況下獲得更為實用的小型發動機。
這個新型雙增壓器TSI發動機家族的第一款產品就是能夠輸出121馬力的1.4升發動機。讓人驚奇的是，它的扭矩輸出可以達到2.3升發動機的水平，但是燃油消耗卻減少了20%。同裝備有FSI2.0升發動機的Golf相比，雖然在節油方面的優勢不是很大，但是動力和扭矩輸出卻是不可同日而語的。（見下面的圖表）
Super和渦輪增壓系統都是用來為汽缸中注入更多壓縮空氣的，這樣可以增加燃燒的效率，從而產生更大的動力輸出，相應使用的燃料數量也會相應的增加。但是，裝備了增壓系統的發動機由于發動機的體積更小，可以在顯著減少燃料數量的條件下，達到輸出相同動力的水平。 例如，一個1.4升TSI發動機的體積要比一個2.3升FSI發動機的體積小39%，所以會減少20%的燃料消耗量。 只要我們可以用體積更小的TSI來代替更大的FSI，那么這種優勢就會一直存在。 作為研制這個雙增壓器家族的起點，大眾公司選擇了曾安裝在Golf車型上面的EA111系列直噴FSI發動機。 1.4升FSI發動機的基本型是一個88馬力，四氣門的四缸發動機。 那么我們可以看到雙增壓器發動機要比FSI發動機在相同排量的前提下多產生36%的動力。 為了實施雙增壓器發動機的理論，大眾公司的工程師們將新發動機的汽缸曲柄軸箱用高度彈力的灰鑄鐵鑄造以應對更為高壓的環境，并且加裝了一個帶有整合磁離合器和super增壓技術的冷卻泵。同時對噴射系統也進行了調整，為它安裝了帶六個燃料出口的雙孔高壓噴射氣門。 同自然進氣（非增壓型）的FSI發動機一樣，噴嘴的位置在進氣門和汽缸蓋封口之間的位置。 為了能夠滿足更多燃料在雙增壓器運行期間流通的需要（從0KW到90KW的峰值動力輸出），大眾公司將噴射壓力增加到了150bar的水平。對于增壓器，大眾公司的工程師們選擇在底部安裝super增壓器。同其他的super增壓器形式不同的是，底部super增壓器壓縮空氣的地方是在進氣道，通過兩個對旋式葉片，它每一轉（固定的排氣量）壓縮一定的空氣是。 底部的super增壓器能夠在發動機低轉速條件下產生更大的推進效率。但這個設備最主要的問題是產生的熱量太大。
在廢氣渦輪增壓器單獨工作的時候，控制氣門開啟。這種情況下，空氣沿著同傳統渦輪增壓發動機一樣的路徑通過前冷凝器和節流閥進入進氣歧管。 通過安裝在水泵中的一個整合了電磁離合器的模塊，壓縮機才能夠工作。在渦輪增壓的條件下，離合器會使壓縮機脫離聯系。 雙增壓器所產生的最大壓力是在1500轉時產生的2.5bar。 是在壓力達到1.53bar時，由廢氣渦輪增壓器和機械super增壓器運轉產生的。在0轉速條件下，壓縮機單獨產生的壓力應該在1.8bar左右。 通過旁路氣門的連續開啟，快速響應的渦輪增壓器能夠使壓縮機的壓力提早降低。在低壓控制下，壓縮機的運行能夠被限制在一個較小的范圍內， 從而減少燃料的消耗量。 實際上，這也就意味著壓縮機只是在發動機的轉速達到2400rpm以后，才需要工作來產生相應的壓力。廢氣渦輪增壓器主要是在高動力輸出的條件下達到更高效的水平并在中等動力輸出的情況下提供足夠的壓力。 為了提高速度，自動的壓力控制器可以在壓縮機需要牽引力的時候增加壓力，在只需要渦輪增壓器工作就可以滿足需求的條件下，關閉壓力。在速度下降到低速范圍內的時候，壓縮機會再次打開來提供動力。 |
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