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黄金分割 大众1.4TSI拆解之冷却/增压篇

作者: 时间:2010-10-21 来源:网络 收藏

系统

一汽-的EA111系列1.4发动机的一大核心技术就是采用了系统,和大多数发动机类似,这套增压系统采用了废气涡轮的单增压方式,其原理就如同两个连接起来的风车,高温高速流出的废气吹动一侧的涡轮叶片转动,通过连接轴再将进气口一侧的叶轮叶片转动,以达到鼓入更多空气,提高燃烧效率的目的。


1.4上的涡轮增压系统

  这款1.4的涡轮设计经过了多项优化改进,以达到轻量化和快速响应等目的,下面我们就其工作原理来进行详细说明。

同排气管集成式设计的增压器


涡轮增压器解剖图

涡轮增压器结构示意图

  通过拆解图我们可以看到,这款发动机的涡轮增压器和排气管采用了集成式的设计,这样做的最大好处就是省去了多余零件的体积和重量,而更少的零件也使得这套系统故障率更低,更稳定可靠。同时据介绍,1.4TSI这款发动机的涡轮增压器是免维护的,不存在涡轮增压器的保养成本高的问题,而且这套系统和发动机的寿命相同,也不需要按照里程进行更换。

更小的涡轮叶片和叶轮叶片直径设计

  我们知道,涡轮增压系统一直都会存在一个迟滞的现象,因为由废气带动的涡轮需要发动机在特定的排气量下才能被“吹”动旋转,达到最佳的工作状态,这个状态一般都需要发动机进入较高的转速才能实现。


废气一端的涡轮(左)和进气一端的叶轮(右)

  EA111的1.4TSI发动机的涡轮叶片和叶轮叶片采用了小尺寸设计,其直径分别仅有37mm和41mm,这样涡轮的转动惯量很小,废气更容易带动涡轮做高速旋转,因此其在最佳工作状态时需要的发动机转速也就更低,有效的达到缓解涡轮迟滞的效果。

车168
国内1.4TSI发动机输出曲线

  当然,小涡轮提供的进气增压值相对大尺寸涡轮会比较小,这套系统的最大增压压力为1.8bar,不过作为家用车辆上的涡轮增压器,已经可以满足提高燃烧效率、增加动力的需要,更重要的是,在其较低的响应转速更加适合国内的路况。从实际表现看,这款发动机在1750转时起就可以输出220Nm的最大扭矩,在1250转时就能够达到180Nm的扭矩输出。据介绍,这款增压系统在1000转左右时就已启动并且介入工作,作为家用这套涡轮已经达到了比较好的效果。

  你所不知道的TSI——峰值扭矩220Nm可在1750-3500rpm大范围转速区间恒定输出的原因


在1750-3500rpm的灰色区间内,1.4T发动机都可以输出恒定的220Nm峰值扭矩

在涡轮增压发动机上,我们经常会发现发动机的最大扭矩输出会在一个范围内保持恒定,例如在这台1.4TSI发动机上,峰值扭矩220Nm可在1750-3500rpm大范围转速区间恒定输出,这是因为由废气带动的涡轮处设置了(即),在废气压力超过压力单元设定的值后,阀会被打开,过多的废气就会绕过涡轮叶片被排出,保证涡轮在一个较为固定的转速下工作,这样涡轮增压器提供的进气压力值也会相对固定,因而才产生了特定转速下峰值扭矩输出的“平台效应”。

网友提问:

  原厂的增压发动机一般都不会将性能发挥至极限,我可以对1.4TSI发动机进行一些改进,以增大他的输出吗?


(左,即)和控制其开合的增压压力限制阀(右)



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