溯本求源 你所不知道的1.4TSI所采用的技術工藝
我們再來了解一下TSI發(fā)動機的分層燃燒技術具體工作原理。首先,發(fā)動機在吸氣行程活塞到達下止點時,ECU控制噴油嘴先進行一次小量的噴油,使氣缸內形成稀薄混合氣,而在活塞壓縮到上止點時再進行第二次噴油,利用活塞頂?shù)奶厥饨Y構讓火花塞附近出現(xiàn)混合氣相對濃度較高的區(qū)域,然后利用這部分較濃的混合氣引燃汽缸內的稀薄混合氣,從而實現(xiàn)氣缸內的稀薄燃燒,這就可以用更少的燃油達到同樣的燃燒效果,使得發(fā)動機的油耗更低。
為什么要取消正常工況下的分層燃燒?
分層燃燒的確可以更好的提高低負荷工況下的燃燒效率,但是它也有一個較難克服的問題。在分層燃燒的過程中,由于氣缸內混合氣的空燃比很低,使氣缸內的空氣大大超過了維持汽缸內燃油燃燒所需要的量。在氣缸內高溫高壓的環(huán)境下,在未參與反應空氣中,氧氣和氮氣就很容易發(fā)生化學反應,產(chǎn)生大量的氮氧化物。而為了對付這些氮氧化物,則必須對現(xiàn)行的三元催化器裝置進行全面升級,才能達到尾氣排放的標準。升級尾氣處理系統(tǒng)不僅需要較昂貴的成本,而且使用分層燃燒技術之后對燃油質量要求也更高,會導致消費者使用成本增加。
另外,實際應用中,分層燃燒只是在低轉速、低負荷工況下使用,節(jié)油作用有限,相對于升級三元催化和使用高標號燃油所產(chǎn)生的成本,分層燃燒技術所節(jié)省的燃油并不劃算。大眾在對制造成本和消費者的使用成本進行一番權衡之后,決定在全球范圍內取消分層燃燒技術,只保留了缸內直噴均質燃燒技術。所以,沒有使用分層燃燒技術的中國市場其實并沒有受到不公平待遇,因為大眾在在全球范圍都已不再使用分層燃燒技術。歐洲市場也只有少部分發(fā)動機保留了分層燃燒技術。
低溫下高壓分層啟動
所謂的取消了分層燃燒是指在絕大部分情況下,發(fā)動機只使用均質燃燒,但不表示它不能進行分層燃燒。比如在東北地區(qū),天氣氣溫降到零下30度以下時,點火啟動就會變得比較困難,此時TSI發(fā)動機通過調整噴油程序,使用分層燃燒(高壓分層啟動)從而保證點火的一次成功。
TSI發(fā)動機的供油系統(tǒng)經(jīng)過改進之后,可以在很短的時間(0.5S)內建立起60bar的壓力,因此不需要熱車,就可以實現(xiàn)在低溫條件下的高壓分層啟動,利用分層燃燒技術啟動發(fā)動機不僅能提高低溫天氣下冷啟動的成功率,還有利于降低油耗和排放。
氣缸壁使用了網(wǎng)紋珩磨技術
1.4TSI發(fā)動機的氣缸壁還采用了一種在發(fā)動機已經(jīng)廣泛使用的平臺網(wǎng)紋珩磨技術。所謂平臺網(wǎng)紋珩磨,就是通過珩磨在氣缸壁表面形成細小的溝槽,這些溝槽有規(guī)律地排列形成網(wǎng)紋,并由專門的珩磨工藝削掉溝槽的尖峰,形成微小的平臺。平臺網(wǎng)紋珩磨在缸孔表面形成的這種特殊結構有如下優(yōu)點:
1.微小的平臺增加了接觸面積,削掉尖峰,消除了氣缸壁表面的早期快速磨損,提高了表面的耐磨性。
2.細小的溝痕形成良好的儲油空間,并在氣缸壁表面形成良好的油膜,降低了氣缸壁表面與活塞及活塞環(huán)的摩擦,因而可以使用低摩擦力的活塞環(huán)。 而且機油儲存在細小的溝痕中能有效減小散失量,進而降低了機油消耗。
3.珩磨后在氣缸壁表面形成了無數(shù)微小的平臺,增加了缸壁與活塞及活塞環(huán)的接觸面積,加大了缸壁表面的支撐度,減少了缸孔的初期磨損,因此減少了磨合時間,甚至于不用磨合。
此前網(wǎng)上曾有一個流傳比較廣的一種說法:大眾TSI發(fā)動機的氣缸壁網(wǎng)紋珩磨的加工工藝會造成機油的過度消耗。但從平臺網(wǎng)紋珩磨技術的特點來看,它雖然有利于在氣缸壁形成油膜,但并不是造成機油消耗過多的原因,機油儲存在細小的溝痕中反而可以有效的減小缸內機油的散失量。此外,這種平臺網(wǎng)紋珩磨技術并不是TSI發(fā)動機的特有技術,它在發(fā)動機領域已經(jīng)得到了很廣泛的應用,很多同樣使用了網(wǎng)紋珩磨技術的發(fā)動機并不存燒機油的問題,因此用它來解釋TSI發(fā)動機燒機油并不嚴謹。
采用開放式水套的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)
1.4TSI發(fā)動機使用的雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)采用雙節(jié)溫器控制,對于通過缸體和缸蓋的不同溫度的冷卻水產(chǎn)生一個分開的冷卻水導向,分別對缸體和缸蓋進行大小循環(huán)控制。冷啟動時只在缸體內開啟小循環(huán),使得缸體快速加熱,高的缸體溫度有利于減小曲柄連桿機構的摩擦,降低驅動磨損,同時缸蓋的大循環(huán)并不會受到干涉,因此冷卻性能更好,降低了進氣溫度,同時提高了充氣效率。
結語:作為同級中標桿的1.4TSI發(fā)動機,確實擁有眾多的過人之處。在經(jīng)過了這次拆解之后,我們也收獲頗豐,通過拆解,以及和廠家工程師的不斷交流和溝通,我們也真正深入的了解這款發(fā)動機的性能及優(yōu)勢所在。而車168拆解選題在未來也會一如既往的堅持下去,為大家?guī)砀喔鼘I(yè)的報道。
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