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溯本求源!你所不知道的1.4TSI技术工艺

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取消进气歧管翻板,进气道也“扰流”

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TSI进气歧管翻板背景解读:

  针对发动机工况的差异,进气系统的相应变化,对于燃烧室混合气体的形成有着至关重要的作用。而早期的TSI引擎由于均具有分层燃烧技术,因此,根据发动机工况,为了满足“分层充气模式——均质稀混合气模式——均质混合气模式”多种不同燃烧室充气模式,“进气歧管翻板”的加入则应运而生。

辅助阅读:什么是“分层燃烧”?【点击进入】

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进气歧管翻板工作示意图

  在发动机处于低速工况,采用分层充气模式下,进气歧管翻板通过“关闭下进气通道,形成较窄的横截面积”,增加气流流速,有效形成强烈的进气涡流,利于“分层”模式下混合气的形成与雾化,可提高燃烧效率,进而增大发动机扭矩输出;而当发动机进入高速工况,采用均质混合气模式时,进气歧管翻板通过“开启下进气通道,形成较宽的横截面积”,增大进气量,使更多的空气参与燃烧,从而提升发动机的输出功率

1.4TSI取消“进气歧管翻板”,进气道实现“扰流”

  不过,随着“分层燃烧”技术逐渐在TSI引擎上的淡出,“均质充气”成为了目前该系列引擎的主流充气模式,而1.4TSI同样由于均质燃烧控制的改进,取消了进气歧管翻板的设计,不过,为了同样能够实现油气的充分混合,保证汽缸内形成很好的涡流,1.4TSI则在进气道上作出了相应的改进。

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  1.4TSI进气道的角度被调整至更接近水平,同时,在进气道外缘的气门座上,设计了一个倾斜的凸峰,从而保证进气吹过气门顶时,在汽缸内形成特殊的涡流,无论在发动机的任何工况下,都能够实现燃气充分混合的作用。而在1.4TSI发动机中,实现“小截面,流速增”、“大截面,流量增”的进气效果元件,则成为了节流阀体(节气门)的主要角色,通过“源头”的进气效果控制,辅以上述特殊的进气道“扰流”效果,从而完成1.4TSI充分提升燃烧效率的职责。

取消分层燃烧并不是所谓的减配

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  在欧洲,最早推出的TSI发动机是拥有分层燃烧和缸内直喷两项技术的,而引进国内版本的TSI发动机只保留了缸内直喷技术,在正常工况下取消了分层燃烧技术,这也被很多网友质疑为减配。不过在事实上,除了欧洲市场,大众TSI发动机在全球范围内都没有使用分层燃烧技术,那么这一项 “减配”到底原因何在?

什么是分层燃烧?

  首先,我们必须先了解一下到底什么是分层燃烧。我们都知道,气缸内混合气必须达到一定的空燃比后,才有可能被点燃,而能够让缸内混合气在浓度在低于空燃比时依旧被点燃的技术则被称为稀薄燃烧。我们文中提及的分层燃烧便是实现稀薄燃烧目的的手段之一,它能够使发动机在低负荷时的燃烧效率得到大大提高,从而拥有更低的油耗。

分层燃烧的工作原理:

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第一次喷射先充分混合;第二次喷射形成混合气较浓的区域

  我们再来了解一下TSI发动机的分层燃烧技术具体工作原理。首先,发动机在吸气行程活塞到达下止点时,ECU控制喷油嘴先进行一次小量的喷油,使气缸内形成稀薄混合气,而在活塞压缩到上止点时再进行第二次喷油,利用活塞顶的特殊结构让火花塞附近出现混合气相对浓度较高的区域,然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气,从而实现气缸内的稀薄燃烧,这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果,使得发动机的油耗更低。

为什么要取消正常工况下的分层燃烧?

  分层燃烧的确可以更好的提高低负荷工况下的燃烧效率,但是它也有一个较难克服的问题。在分层燃烧的过程中,由于气缸内混合气的空燃比很低,使气缸内的空气大大超过了维持汽缸内燃油燃烧所需要的量。在气缸内高温高压的环境下,在未参与反应空气中,氧气和氮气就很容易发生化学反应,产生大量的氮氧化物。而为了对付这些氮氧化物,则必须对现行的三元催化器装置进行全面升级,才能达到尾气排放的标准。升级尾气处理系统不仅需要较昂贵的成本,而且使用分层燃烧技术之后对燃油质量要求也更高,会导致消费者使用成本增加。

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  另外,实际应用中,分层燃烧只是在低转速、低负荷工况下使用,节油作用有限,相对于升级三元催化和使用高标号燃油所产生的成本,分层燃烧技术所节省的燃油并不划算。大众在对制造成本和消费者的使用成本进行一番权衡之后,决定在全球范围内取消分层燃烧技术,只保留了缸内直喷均质燃烧技术。所以,没有使用分层燃烧技术的中国市场其实并没有受到不公平待遇,因为大众在在全球范围都已不再使用分层燃烧技术。欧洲市场也只有少部分发动机保留了分层燃烧技术。

文章标签: 发动机拆解
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