大众TSI发动机是最新的涡轮增压缸内直喷汽油发动机,它引领了新的潮流。在TSI发动机之后,许多公司相继推出了自己的涡轮增压加缸内直喷发动机产品。
(1)何为TSI
TSI是大众最新发动机的标识,代表涡轮增压直喷汽油发动机。它的字母缩写来源于两方面,T代表Turbo,即涡轮增压;SI来自于FSI,即大众直喷汽油发动机。从字面意思看,TSI就是涡轮增压与汽油直喷的结合,也可以把它理解成TFSI。但按照大众公司三字母的命名规律,TSI就是该种发动机恰如其分的代表了。需要强调的是,TSI与大众原来的增压发动机已经有了本质区别,不光是含有汽油直喷技术,整个发动机体系也更加先进。(2)TSI的主要特征
1)涡轮增压。
涡轮增压技术的应用使发动机充气效率提高,是提高发动机动力性能的重要技术手段。具备了结构紧凑、体积小、重量轻,而动力表现更为出色等众多优点。
2)汽油直喷。
汽油直喷发动机的特征之一就是有非凡的效率,并且排放能满足严格的法规要求。与传统发动机相比,FSI能提升动力输出和动态响应,同时燃油消耗也有所降低。(3)涡轮增压小排量发动机的优势
涡轮增压器通过加大发动机的进气量,使混合气更容易燃烧,在活塞下行过程中创造出更大的功率和转矩。理论上,在发动机排量不变的情况下要加大进气量无非有两条:冷凝和压缩气体分子,而一台带中冷器的涡轮增压器可同时完成上述工作。一台涡轮增压发动机最多能7倍功率于同等排量的自然吸气发动机,例如在F1赛场,一台1.5升涡轮增压发动机能产生735千瓦(1000马力)的功率。正常情况下,涡轮增压器能提供翻番的动力,让车辆有更好的响应和安全性。增压发动机还能有效抵御高原缺氧情况,这对载重车辆和越野车更有帮助。
既然涡轮增压器的主要工作是加大发动机的进气量,那么直接加大发动机排量不是也能取得同样的效果吗?但简单增加发动机的排量会使其体形庞大、重量增加,适应性受到了一些限制,从涡轮增压器早期应用的航空和赛车领域就知道涡轮增压发动机在特殊领域的重要性。同时,涡轮增压发动机的工作方式决定了它比自然吸气发动机更经济、更清洁,也更有驾驶乐趣。
在当今汽车小型化、轻量化的今天,大排量发动机应用在轿车特别是普通轿车上显然是比较沉重的负担。而小排量涡轮增压发动机就能够做到布置灵活,应用范围广阔。在城市中,由于车辆大部分时间处于低速行驶状况,这时大排量发动机的节气门开的很小,造成泵气损失,发动机在最佳工况的时间相对较短。反之,小排量涡轮增压发动机低速时增压器不参与工作,节气门开度比较合理,而高速大负荷时通过涡轮增压也能产生足够的功率和转矩。另外,涡轮增压发动机的转矩曲线比较平缓,达到最大转矩的发动机转速比较低,使得车辆在更大范围内都能获得良好的加速性。(4)大众发展TSI的优势
大众选择TSI技术是有它的历史渊源的,因为它的TDI柴油机技术已经成功运用了20多年,移植到汽油机上不但驾轻就熟,也顺理成章。另外,大众选择涡轮增压而不是加大排量提升发动机动力也有其自身的想法:那就是小排量发动机能降低泵气损失,并有效降低体积和重量,对于整车布置和降低油耗都有好处。
1.2升TSI发动机
1.8升TSI发动机率先国产
2.0升TSI发动机
(5)TSI带给消费者的直接好处
1)动力更充沛——尤其是低速转矩提升带来更好的加速感觉。
2)省油——涡轮增压和缸内直喷能分别带来节省燃料的效果,结合在一起效果更佳。因为它们的省油方式不相同,所以有叠加效果。
3)操控性好——发动机室可以做得更紧凑,车头重量降低,利于车辆更好的动态操控。
4)安静平稳——TSI发动机是大众最新的发动机,采用了最新的设计理念和工艺成果,因此在振动和噪声控制方面较以前发动机有一定优势。
5)购置税率优惠——TSI发动机与更大排量的发动机动力相当,因此同样的车型采用TSI发动机可以大大减小排量值,可以充分享受国家的政策优惠。
6)维护保养方便——以前的涡轮增压装置在维护保养上比较麻烦,比如高速长时间行车后不能马上熄灭发动机,否则涡轮增压器容易在冷却不好的情况下产生内部润滑油结焦,进而损害增压器,给车辆使用造成不良影响。现在的TSI发动机已充分考虑车主的使用便利性,不会对车主的使用和维护增加额外的负担。
7)车型更环保——对今后可以预见的税收和限行政策方面有好处。
8)技术含量高,引领潮流——TSI发动机是当今最先进的汽油机,同时也是今后的发展方向。在大众连续推出FSI发动机和TSI发动机后,其他厂家也在逐步跟进。所以,使用TSI发动机的车主肯定有一种自豪感和认同感。
1.4升TSI发动机气流循环
EA888系列发动机的特征*基本结构
1.8升TSI发动机为直列4缸4气门汽油发动机,铸铁缸体,铝合金缸盖。配备了按需控制的燃油供给系统,可变进气歧管翻板以及进气凸轮轴连续可调装置。目前纵置发动机和横置发动机在设计上是固定的,可更换性很小。但此款新型发动机不但可以装在不同车型上,还可以横置纵置调换。这种可置换设计理念可大大增加此款新型发动机的适用车型。*参数
1.8升TSI发动机的最大功率和转矩是118千瓦和255牛·米,最大功率在发动机转速5000~6200转/分范围内可实现,最大转矩对应的转速范围是1500~4200转/分。
TSI发动机静音驱动链条
*优越部件
1)两根平衡轴。
在发动机缸体内安放两根平衡轴,利用两根平衡轴自身的旋转抵消发动机的振动,以增强发动机动平衡状态特性,从而降低噪声(最多可以降低15分贝的噪声)和减小油底壳内出来的机油泡沫。
2)轴瓦和瓦盖在曲轴箱中的固定。(www.daowen.com)
目前市场上传统发动机每个轴瓦上有两个螺栓,实现轴瓦在缸体上垂直方向的固定。此款新型发动机在此基础上又多加了6个螺栓,增加了轴瓦在缸体上水平方向的固定。这种结构设计不仅减小轴瓦径向窜动,而且增加了发动机的刚性从而减小其振动。
3)高集成度的附属支架。
在附属支架上安装了机油滤清器、机油冷却器、张紧器、空调压缩机和油压开关,最大限度地降低了重量,节省空间。
4)静音链条。
凸轮轴、平衡轴和油泵由静音链条传动,免维护,优化摩擦性能,能降低油耗和改善驾驶舒适度*装车效果
1.8升TSI发动机最早装在国产迈腾车上,它强大的动力使总重量1720千克(包含乘员)的第一代迈腾0至100公里/小时加速时间为8.6秒,比大部分同级别车型快1秒多。而燃油经济性方面也有上佳表现,实际路测的百公里油耗比同级别车型平均低1~2升。
以往困扰人们的涡轮增压器的维护保养问题已经得到了很好的解决,涡轮增压器不但与发动机同寿命,原来高速运行后骤停造成增压器损坏的事情也不会出现了(因为增压器工作温度很高,骤停后冷却系统停止工作,造成增压器内润滑油焦化,损坏整个机构。而EA888系列采用独立、并可延时工作的冷却系统解决了上述问题)。EA111系列发动机的特征*基本结构
1.4升TSI是一款4缸4气门发动机,排量为1390毫升。采用强化的薄壁铸铁缸体,进气相位连续可变调节。
1.2TSI发动机(带中冷器)
1.2TSI发动机正时驱动系统
*参数
最大功率为96千瓦/(5000转/分);而最大转矩为220牛·米。重要的是,这一高转矩输出可以在1750~3500转/分的宽转速范围内保持持续输出。*优越部件
滚子气门摇臂技术
增压中冷器与塑料进气歧管集成。
带油气分离装置的曲轴箱强制通风。
可调节的机油泵。
铝质机油底壳。
发动机管理系统Bosch Motronic MED17.5.20。
理想空燃比控制的缸内直喷。
高压燃油泵。
带无接触位置传感器的节气门体。
水冷的增压中冷器。
多孔高压喷嘴。
双氧传感器NTK阶越输出式。
单缸独立的爆燃控制。
通过对进气过程的调节来实现不同的内部废气再循环。
无需单独的EGR系统。*装车效果
装用1.4升TSI发动机的车辆与装1.6升FSI发动机的车辆相比,动力提升明显,且油耗也有相当程度的下降。如同样是高尔夫,在综合动力方面,1.4升TSI发动机提升22%,油耗降低6%;而在帕萨特车上的对比结果是,1.4升TSI发动机能让动力提升12%,而油耗降低8%。与2.0升普通汽油机相比,在速腾车上,80~120公里/小时驾驶时间缩短1.8秒,百公里综合油耗降低1.6升。
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