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溯本求源 你所不知道的1.4TSI所采用的技术工艺

作者: 时间:2016-12-22 来源:网络 收藏

  我们再来了解一下TSI发动机的分层燃烧技术具体工作原理。首先,发动机在吸气行程活塞到达下止点时,ECU控制喷油嘴先进行一次小量的喷油,使气缸内形成稀薄混合气,而在活塞压缩到上止点时再进行第二次喷油,利用活塞顶的特殊结构让火花塞附近出现混合气相对浓度较高的区域,然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气,从而实现气缸内的稀薄燃烧,这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果,使得发动机的油耗更低。

为什么要取消正常工况下的分层燃烧?

  分层燃烧的确可以更好的提高低负荷工况下的燃烧效率,但是它也有一个较难克服的问题。在分层燃烧的过程中,由于气缸内混合气的空燃比很低,使气缸内的空气大大超过了维持汽缸内燃油燃烧所需要的量。在气缸内高温高压的环境下,在未参与反应空气中,氧气和氮气就很容易发生化学反应,产生大量的氮氧化物。而为了对付这些氮氧化物,则必须对现行的三元催化器装置进行全面升级,才能达到尾气排放的标准。升级尾气处理系统不仅需要较昂贵的成本,而且使用分层燃烧技术之后对燃油质量要求也更高,会导致消费者使用成本增加。

  另外,实际应用中,分层燃烧只是在低转速、低负荷工况下使用,节油作用有限,相对于升级三元催化和使用高标号燃油所产生的成本,分层燃烧技术所节省的燃油并不划算。大众在对制造成本和消费者的使用成本进行一番权衡之后,决定在全球范围内取消分层燃烧技术,只保留了缸内直喷均质燃烧技术。所以,没有使用分层燃烧技术的中国市场其实并没有受到不公平待遇,因为大众在在全球范围都已不再使用分层燃烧技术。欧洲市场也只有少部分发动机保留了分层燃烧技术。

低温下高压分层启动

  所谓的取消了分层燃烧是指在绝大部分情况下,发动机只使用均质燃烧,但不表示它不能进行分层燃烧。比如在东北地区,天气气温降到零下30度以下时,点火启动就会变得比较困难,此时TSI发动机通过调整喷油程序,使用分层燃烧(高压分层启动)从而保证点火的一次成功。

  TSI发动机的供油系统经过改进之后,可以在很短的时间(0.5S)内建立起60bar的压力,因此不需要热车,就可以实现在低温条件下的高压分层启动,利用分层燃烧技术启动发动机不仅能提高低温天气下冷启动的成功率,还有利于降低油耗和排放。

气缸壁使用了网纹珩磨技术

  1.4TSI发动机的气缸壁还采用了一种在发动机已经广泛使用的平台网纹珩磨技术。所谓平台网纹珩磨,就是通过珩磨在气缸壁表面形成细小的沟槽,这些沟槽有规律地排列形成网纹,并由专门的珩磨工艺削掉沟槽的尖峰,形成微小的平台。平台网纹珩磨在缸孔表面形成的这种特殊结构有如下优点:

  1.微小的平台增加了接触面积,削掉尖峰,消除了气缸壁表面的早期快速磨损,提高了表面的耐磨性。

  2.细小的沟痕形成良好的储油空间,并在气缸壁表面形成良好的油膜,降低了气缸壁表面与活塞及活塞环的摩擦,因而可以使用低摩擦力的活塞环。 而且机油储存在细小的沟痕中能有效减小散失量,进而降低了机油消耗。

  3.珩磨后在气缸壁表面形成了无数微小的平台,增加了缸壁与活塞及活塞环的接触面积,加大了缸壁表面的支撑度,减少了缸孔的初期磨损,因此减少了磨合时间,甚至于不用磨合。

  此前网上曾有一个流传比较广的一种说法:大众TSI发动机的气缸壁网纹珩磨的加工工艺会造成机油的过度消耗。但从平台网纹珩磨技术的特点来看,它虽然有利于在气缸壁形成油膜,但并不是造成机油消耗过多的原因,机油储存在细小的沟痕中反而可以有效的减小缸内机油的散失量。此外,这种平台网纹珩磨技术并不是TSI发动机的特有技术,它在发动机领域已经得到了很广泛的应用,很多同样使用了网纹珩磨技术的发动机并不存烧机油的问题,因此用它来解释TSI发动机烧机油并不严谨。

采用开放式水套的双循环冷却系统

  1.4TSI发动机使用的双循环冷却系统采用双节温器控制,对于通过缸体和缸盖的不同温度的冷却水产生一个分开的冷却水导向,分别对缸体和缸盖进行大小循环控制。冷启动时只在缸体内开启小循环,使得缸体快速加热,高的缸体温度有利于减小曲柄连杆机构的摩擦,降低驱动磨损,同时缸盖的大循环并不会受到干涉,因此冷却性能更好,降低了进气温度,同时提高了充气效率。

  结语:作为同级中标杆的1.4TSI发动机,确实拥有众多的过人之处。在经过了这次拆解之后,我们也收获颇丰,通过拆解,以及和厂家工程师的不断交流和沟通,我们也真正深入的了解这款发动机的性能及优势所在。而车168拆解选题在未来也会一如既往的坚持下去,为大家带来更多更专业的报道。


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