● 增強(qiáng)滾流強(qiáng)度是提升米勒循環(huán)效率的保證
我們此前在拆解創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動機(jī)的時候已經(jīng)解析過米勒循環(huán)(點(diǎn)擊查看相關(guān)文章),。簡單來說,,米勒循環(huán)就是膨脹比>壓縮比(實(shí)際壓縮比)的發(fā)動機(jī)工作模式。通過在發(fā)動機(jī)壓縮行程中,,延遲進(jìn)氣門關(guān)閉時間,,把進(jìn)入氣缸的部分空氣“擠出”氣缸,從而使實(shí)際壓縮比小于幾何壓縮比(1.5TSI發(fā)動機(jī)的幾何壓縮比為12.5:1),。米勒循環(huán)更長的做功行程使得混合氣燃燒的能量能夠更多地轉(zhuǎn)化為活塞上下運(yùn)動的動能,,從而提升發(fā)動機(jī)的熱效率,降低發(fā)動機(jī)燃油消耗率。
配備高壓縮比以及米勒循環(huán)的大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)的熱效率達(dá)到37.5%,。該發(fā)動機(jī)的熱效率和近期炙手可熱的本田思域上搭載的L15B 1.5T 38%的熱效率也較為接近,。此前的渦輪增壓汽油發(fā)動機(jī)熱效率冠軍——豐田的8NR-FTS 1.2T和8AR-FTS 2.0T(熱效率為36.2%)已成歷史。
● 調(diào)整更快速的油壓式進(jìn)氣門正時調(diào)節(jié)器
米勒循環(huán)對于進(jìn)氣門正時調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)速度有較高的要求,。我們在拆解馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動機(jī)的時候注意到,,其進(jìn)氣可變氣門正時調(diào)節(jié)器是一個電機(jī),相比常見的油壓式正時調(diào)節(jié)器,,電機(jī)的工作不受機(jī)油流動性影響,調(diào)節(jié)速度快速且精確,,是馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)工作模式的關(guān)鍵部件,。
而大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)并沒有采用這種電機(jī)正時調(diào)節(jié)器,而是通過優(yōu)化油壓式進(jìn)氣門正時調(diào)節(jié)器的油路和控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門正時的快速精確調(diào)節(jié),。系統(tǒng)優(yōu)化后,,大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門正時調(diào)整時間小于0.25秒,可以在米勒循環(huán)和奧托循環(huán)之間實(shí)現(xiàn)快速切換,。
● 更高的燃油噴射壓力提升燃效,、降低排放
大眾EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)的燃油噴射壓力為200bar,而全新的1.5TSI發(fā)動機(jī)的燃油噴射壓力提升至350bar,。提升噴射壓力能夠增強(qiáng)燃油霧化效果從而提升燃效,,同時更大限度地限制顆粒物排放。
歐VI排放標(biāo)準(zhǔn)將在2017年9月全面實(shí)施,,而中國國V標(biāo)準(zhǔn)也將在2018年1月1日在全國正式推行,,對尾氣排放以及油耗指標(biāo)的更高要求使得噴射壓力更高的直噴系統(tǒng)將成為渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的一個重要技術(shù)升級方向。顯然,,敏銳的大眾早就意識到這一點(diǎn)并提前做好了準(zhǔn)備,。
● 用等離子體噴涂法噴涂的缸壁減摩涂層
提到降低活塞環(huán)和氣缸壁之間的摩擦阻力,業(yè)內(nèi)較為常見的是采用低張力活塞環(huán),、在氣缸壁加工出能夠改善潤滑條件的平頂網(wǎng)紋等措施,。而大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)則采用等離子體噴涂法(Atmosphere Plasma Spray,簡稱“APS”)在氣缸壁噴涂了一層減摩涂層,。
噴涂物是一層鐵的氧化物,,在進(jìn)行缸筒桁磨后,涂層厚度約為100-180微米,。這層涂層相當(dāng)于固體潤滑劑,,可起到降低活塞環(huán)和氣缸壁之間摩擦的作用。
● 電控冷卻模塊 & 變排量機(jī)油泵
在EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)上,,發(fā)動機(jī)熱管理系統(tǒng)采用的是兩個傳統(tǒng)石蠟型節(jié)溫器,,這兩個節(jié)溫器的開啟溫度不相同,可以對缸蓋和缸體的冷卻液實(shí)施差異化管理�,?刂聘左w水道的節(jié)溫器開啟溫度更高,,缸體正常工作溫度會高于缸蓋,這樣可以降低曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)部摩擦,。而工作溫度更低的缸蓋自然是為了降低燃燒室溫度,,從而對抑制爆震提升燃燒效率有所裨益。
1.5TSI發(fā)動機(jī)則采用了更為先進(jìn)的電控冷卻模塊,,使用電控裝置取代了EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)上的傳統(tǒng)石蠟型節(jié)溫器,,可以更為精確地控制缸蓋和缸體的冷卻強(qiáng)度,從而提升冷卻系統(tǒng)的工作效能并提升燃油經(jīng)濟(jì)性,。
此外,,該發(fā)動機(jī)也與現(xiàn)在一些主流發(fā)動機(jī)一樣配備了變排量機(jī)油泵,根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來確定機(jī)油泵送量,,從而避免低轉(zhuǎn)速下的泵送不足和高轉(zhuǎn)速的過度泵送,,在優(yōu)化發(fā)動機(jī)內(nèi)部潤滑的同時,可一定程度提升發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性,。
● 可變氣缸技術(shù)
大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)同樣配備了可變氣缸技術(shù),,通過切換凸輪軸停止2缸和3缸的工作(氣門關(guān)閉不噴油),降低了車輛中低負(fù)載工況下的燃油消耗率最高達(dá)20%,。
國內(nèi)裝車的大眾EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)都取消了可變氣缸技術(shù),,引進(jìn)國內(nèi)的大眾1.5TSI很大機(jī)會也會取消該配置。
● 哪款車型將率先“嘗鮮”
預(yù)計(jì)在2017年上市的第八代高爾夫將成為首款搭載1.5TSI發(fā)動機(jī)的車型,。隨后,,該1.5TSI發(fā)動機(jī)將會搭載到現(xiàn)在采用EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)的車型之上。
大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)將會為大眾旗下的小型車,、緊湊型車以及中型車提供更敏捷的加速反應(yīng),、更低的尾氣排放以及更好的燃油經(jīng)濟(jì)性,以迎接越發(fā)激烈的市場競爭,。
全文總結(jié):
大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)的最大亮點(diǎn)是把12.5:1高壓縮比,、可變幾何截面渦輪以及米勒循環(huán)結(jié)合起來,使得該發(fā)動機(jī)在動力輸出特性得到優(yōu)化的同時在熱效率上同樣有所提升,。大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)通過可變幾何截面渦輪在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)讓進(jìn)排氣壓差處于正值,,增強(qiáng)掃氣效果,降低殘留廢氣量,,抑制爆震,,讓發(fā)動機(jī)穩(wěn)定工作在高壓縮比之下。這是該款新型發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的精妙之處,。此外,,僅通過優(yōu)化進(jìn)氣門正時調(diào)節(jié)器油路和控制機(jī)構(gòu)就實(shí)現(xiàn)了進(jìn)氣門正時的快速精確調(diào)節(jié),,從而實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)和奧托循環(huán)的切換。通過優(yōu)化成熟技術(shù),,能夠進(jìn)一步降低量產(chǎn)成本,,體現(xiàn)著大眾在機(jī)械設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整合以及成本控制方面的優(yōu)勢,。這款發(fā)動機(jī)預(yù)計(jì)在今年年底推出,,中國是否能同步推向市場,我們拭目以待,。(圖/文 汽車之家 常慶林)
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配可變截面渦輪 大眾推全新1.5T發(fā)動機(jī)
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