[汽車之家 發(fā)動機(jī)技術(shù)]  大眾EA211 1.5L TSI Evo直列四缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)（下稱“大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)”）在今年的維也納車展上首次發(fā)布,，它將取代大眾EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)成為大眾集團(tuán)旗下一款新主力機(jī)型。大眾1.5TSI搭載了眾多在業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的渦輪增壓汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)配置,，包括12.5:1的高壓縮比,、可變幾何截面渦輪、噴射壓力達(dá)350bar的燃油噴嘴以及能提高燃油經(jīng)濟(jì)性的米勒循環(huán)等,。眾多技術(shù)“加持”使得這款1.5TSI發(fā)動機(jī)的熱效率達(dá)到37.5%,，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。除此以外,，這款發(fā)動機(jī)也體現(xiàn)了歐洲廠商的發(fā)動機(jī)技術(shù)路線由小排量化（Downsizing）向適度小排量化（Rightsizing）轉(zhuǎn)變,。究竟這款1.5TSI發(fā)動機(jī)有怎樣的特點(diǎn)，下面我們一起來先睹為快,。

● 排量增大,，動力減弱，難道這是技術(shù)的倒退,？

　　大眾1.5TSI比其前輩EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)排量大了0.1L,，但是峰值扭矩卻降低了25牛·米,。難道這是技術(shù)的倒退,？實(shí)際上并非如此。這款1.5TSI發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是保證與EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)同等動力輸出性能的同時,，滿足未來更為嚴(yán)格的排放法規(guī)以及進(jìn)一步降低油耗,。從大眾這款1.5TSI發(fā)動機(jī)可以看出，歐洲廠商的發(fā)動機(jī)技術(shù)路線已經(jīng)由過去的小排量化（Downsizing）向適度小排量化（Rightsizing）轉(zhuǎn)變,。適度小排量化的發(fā)動機(jī)能夠保持同等級小排量發(fā)動機(jī)的動力輸出,，擁有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放水平。同時,，通過結(jié)合熱效率更高的米勒循環(huán)工作模式,，有利于未來搭配電動機(jī)組成混合動力系統(tǒng)，為混合動力汽車大規(guī)模市場化做準(zhǔn)備,。

　　想要降低排放和油耗,，提升發(fā)動機(jī)熱效率是關(guān)鍵一步。那么什么是熱效率呢,？發(fā)動機(jī)燃燒汽油所產(chǎn)生的能量并非全部用于驅(qū)動車輛,，有很大一部分能量會以熱能或動能形式損失掉。發(fā)動機(jī)熱效率指的是發(fā)動機(jī)利用燃料熱能的有效程度,。發(fā)動機(jī)熱效率越高,，燃燒燃料產(chǎn)生的能量就有更多用于驅(qū)動車輛,，這有利于降低油耗和排放。大眾稱這款全新1.5TSI發(fā)動機(jī)的熱效率達(dá)到37.5%,，百公里油耗將會比EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī)少1L,，同時排放水平能夠滿足歐VI甚至更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　從參數(shù)中我們也可以看到,，大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)的峰值扭矩在1300rpm時就能發(fā)出,，整個峰值扭矩平臺也更加寬廣，這使得發(fā)動機(jī)擁有更為出色的動力輸出響應(yīng)表現(xiàn),。

　　大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)除了在更低轉(zhuǎn)速就能輸出最大扭矩,，輸出響應(yīng)速度也有所提升。如上圖所示,，相比EA211 1.4TSI發(fā)動機(jī),，1.5TSI發(fā)動機(jī)達(dá)到目標(biāo)扭矩輸出的速度快了35%。

● 可變幾何截面渦輪增壓器

　　可變幾何截面渦輪增壓器,，英文為“Variable Turbine Geometry”,，縮寫為“VTG”。VTG渦輪增壓器能夠通過渦輪內(nèi)部的可變廢氣導(dǎo)流葉片改變渦輪排氣側(cè)橫切面積,，從而改變渦輪增壓器的工作特性,。

　　為了應(yīng)對汽油發(fā)動機(jī)的高溫廢氣，保時捷997 Turbo上的兩個可變幾何截面渦輪采用了航空材料制造,，保證在極端狀況下也能穩(wěn)定地工作,。

　　對于非VTG渦輪增壓器，發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速下,，排出的廢氣流速/流量較低,，無法有效提升渦輪轉(zhuǎn)速，從而產(chǎn)生“遲滯現(xiàn)象”,，低扭輸出表現(xiàn)欠佳,。過往為了解決渦輪增壓器遲滯問題，一般會采用小型低慣量渦輪增壓器,。雖然這種渦輪增壓器能很好地提升發(fā)動機(jī)低扭表現(xiàn),，削弱渦輪遲滯現(xiàn)象。但與大型渦輪相比,，它不利于高轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生大功率,。而VTG渦輪增壓器在低轉(zhuǎn)速時可有效提升渦輪轉(zhuǎn)速，緩解渦輪遲滯現(xiàn)象,，增強(qiáng)渦輪增壓器的響應(yīng)性能,，同時也可在高轉(zhuǎn)速下提升發(fā)動機(jī)的功率輸出。

　　對于可變截面渦輪增壓器也是同樣的道理，在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速工況下,，廢氣流速/流量較低，通過縮小廢氣流通截面積,，可以使廢氣流速加快從而增強(qiáng)驅(qū)動渦輪葉片的廢氣動能,，讓渦輪轉(zhuǎn)速更快地提升，增強(qiáng)發(fā)動機(jī)低扭表現(xiàn),。

　　但如果保持較小的渦輪廢氣流通截面積,，到了發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速區(qū)間，渦輪入口處較小的截面積導(dǎo)致排氣阻力增大,，不利于發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速下動力輸出的提升,，對發(fā)動機(jī)的最大功率和峰值扭矩都有不利的影響。為了保證發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速下的動力輸出,，VTG渦輪增壓器通過可變廢氣導(dǎo)流葉片增大渦輪廢氣流通截面積,，減小排氣阻力，有利于“壓榨”發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速下的動力輸出,。

　　通過電控系統(tǒng)的監(jiān)控,，VTG渦輪增壓器渦輪內(nèi)的廢氣導(dǎo)流葉片能夠?qū)崿F(xiàn)渦輪入口橫切面積的無級調(diào)節(jié)，從而根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和工況設(shè)定最為合適的橫切面積,，實(shí)現(xiàn)增壓效率的最優(yōu)化,。

● 可變幾何截面渦輪增壓器成就了12.5:1高壓縮比

　　VTG渦輪增壓器的作用不僅僅在于優(yōu)化動力性能，它對于燃油經(jīng)濟(jì)性也有非常大的影響,。請不要忘記,，1.5TSI發(fā)動機(jī)是一款擁有12.5:1高壓縮比的渦輪增壓發(fā)動機(jī)。良好的爆震控制是提高壓縮比的基礎(chǔ),。而要抑制爆震這個“淘氣”的家伙,，要做的就是降低氣缸內(nèi)的溫度，避免炙熱的氣缸壁在火花塞點(diǎn)火前引燃混合氣產(chǎn)生非正常燃燒,。

　　為降低殘留在氣缸中廢氣比例,，大眾1.5TSI發(fā)動機(jī)通過動態(tài)控制VTG渦輪增壓器的廢氣導(dǎo)流葉片，在高負(fù)載工況下保持進(jìn)排氣壓差為正（進(jìn)氣壓力>排氣壓力）,，從而降低殘留廢氣比例,，使12.5:1高壓縮比在1.5TSI發(fā)動機(jī)上成為可能。