TSI渦輪增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)

TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)直噴技術(shù)使霧化噴入的燃油與進(jìn)氣得到精確、充分、均勻的混合，并充滿整個(gè)氣缸，全工況實(shí)現(xiàn)均質(zhì)燃燒。燃油充分燃燒，也就充分發(fā)揮了每一滴燃油所儲(chǔ)存的能量，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高動(dòng)力輸出，并且發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，同時(shí)，燃油消耗也保持在較低水平。

關(guān)于分層燃燒:分層燃燒屬于"稀薄燃燒"，也就是燃油少，空氣多，為降低油耗帶來一定好處。數(shù)年前，大眾汽車在歐洲市場(chǎng)銷售的車型上曾經(jīng)用過這一技術(shù)。而如今，大眾汽車的TSI發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)不再使用分層燃燒了。其原因是:"稀燃"會(huì)導(dǎo)致排放中氮氧化物的增加。另外，TSI發(fā)動(dòng)機(jī)采用了增壓、提高壓縮比等有助于提高動(dòng)力的技術(shù)，使缸內(nèi)燃燒溫度有所升高，同樣也會(huì)導(dǎo)致氮氧化物排放的增加。為此，就要增加廢氣后處理系統(tǒng)來降低排放。而這樣的后處理系統(tǒng)對(duì)燃油質(zhì)量又提出了更高的需求，會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者使用成本增加。所以，相對(duì)于后處理系統(tǒng)增加的成本，分層燃燒技術(shù)所節(jié)省的燃油就顯得不劃算了，因此，"分層燃燒"技術(shù)已經(jīng)不再應(yīng)用。大眾汽車的分層燃燒技術(shù)僅在歐洲境內(nèi)銷售的車型上使用過(因?yàn)闅W洲市場(chǎng)上銷售的燃油的硫含量低)，而出口到其他國(guó)家的車型都沒有采用過"分層燃燒"。

缸內(nèi)直噴和增壓技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的提升，最明顯的優(yōu)勢(shì)特征在于TSI發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)即可產(chǎn)生高扭矩，并在一個(gè)很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持最大扭矩輸出，動(dòng)力輸出持續(xù)飽滿，為駕駛者帶來更多駕駛樂趣。然而，卻不再以高油耗和高排放為代價(jià)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、動(dòng)力的多重收獲。

采用缸內(nèi)直噴和增壓技術(shù)而不是通過加大排量來提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向，并且符合節(jié)能環(huán)保的要求:首先，在城市中走走停停，發(fā)動(dòng)機(jī)最主要的工況集中在中小負(fù)荷，那么大排量發(fā)動(dòng)機(jī)要經(jīng)常把節(jié)氣門開度放在很小的位置，造成巨大的泵氣損失。TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器在小負(fù)荷時(shí)不參與工作，就相當(dāng)于一款排量低發(fā)動(dòng)機(jī)，顯現(xiàn)出節(jié)省燃油的優(yōu)勢(shì);而在高負(fù)荷時(shí)，TSI發(fā)動(dòng)機(jī)則通過渦輪增壓增加進(jìn)氣量，從而產(chǎn)生更高的動(dòng)力，達(dá)到與大排量發(fā)動(dòng)機(jī)相同甚至更優(yōu)的動(dòng)力性能。其次，發(fā)動(dòng)機(jī)排量減小可以有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量，對(duì)于整車布置和降低油耗都有直接的好處。

在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的歷程中，油氣混合技術(shù)一直是最為重要的技術(shù)課題之一。只有實(shí)現(xiàn)燃油與進(jìn)氣按照精確的比例均勻混合，才能實(shí)現(xiàn)"盡燃每滴油"。

發(fā)動(dòng)機(jī)油氣混合技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從化油器，單點(diǎn)噴射到多點(diǎn)噴射和缸內(nèi)直噴等幾個(gè)重要階段。

應(yīng)用真空原理將燃油在化油器中被進(jìn)入的空氣打散成霧，伴隨空氣被"吸入汽缸。由于是利用簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)控制供油量，所以，無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的按需供油。

以噴油嘴取代了化油器，燃油供應(yīng)進(jìn)入了燃油"噴射"時(shí)代，并且實(shí)現(xiàn)了電子控制，供油量精確度有所提高。但是，化油器和單點(diǎn)噴射存在一個(gè)共性的缺陷，燃油霧化與進(jìn)氣混合的位置處于進(jìn)氣管距離氣缸的最遠(yuǎn)端，油氣混合后，要分配給各個(gè)氣缸，無法實(shí)現(xiàn)精確的按比例并且均勻的油氣混合，所以，油耗高，動(dòng)力低。

每個(gè)氣缸都由單獨(dú)的噴油嘴噴射燃油。燃油噴嘴安裝于進(jìn)氣管最靠近氣缸的位置，燃油噴射與進(jìn)氣混合在進(jìn)氣門之前。多點(diǎn)噴射能夠按照每個(gè)氣缸的需求實(shí)現(xiàn)精確的按需供油，因此，顯著降低了油耗和排放。但是，這種"缸外噴射混合"的缺點(diǎn)在于，進(jìn)入氣缸的混合氣只能夠通過氣門的開閉來被動(dòng)控制，不能完全適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的需求。并且，油氣混合受進(jìn)氣氣流的影響較大，還會(huì)吸附在進(jìn)氣管壁和氣門上形成積碳，造成浪費(fèi)，并影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

燃油噴嘴安裝于氣缸內(nèi)，直接將燃油噴入氣缸內(nèi)與進(jìn)氣混合。噴射壓力也進(jìn)一步提高，使燃油霧化更加細(xì)致，真正實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)地按比例控制噴油并與進(jìn)氣混合，并且消除了缸外噴射的缺點(diǎn)。同時(shí)，噴嘴位置、噴霧形狀、進(jìn)氣氣流控制，以及活塞頂形狀等特別的設(shè)計(jì)，使油氣能夠在整個(gè)氣缸內(nèi)充分、均勻的混合，從而使燃油充分燃燒，真正實(shí)現(xiàn)了"盡燃每滴油"。

從燃油噴射技術(shù)發(fā)展的軌跡可以看出，燃油噴射與進(jìn)氣混合的位置離氣缸越來越近，最終發(fā)展到在氣缸內(nèi)進(jìn)行。由于燃油噴射霧化的形成與油氣的混合就在汽缸內(nèi)進(jìn)行，對(duì)供油量與油氣均勻混合的控制精度得以提高，并且可實(shí)現(xiàn)精確點(diǎn)火，因而，燃燒更加迅速、充分，動(dòng)力的爆發(fā)當(dāng)然就會(huì)更為猛烈，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更佳，功率與扭矩同時(shí)增加，燃油消耗明顯降低，排放也更低。

增壓技術(shù)的最大好處是它在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量的情況下，大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。渦輪增壓器實(shí)際上就是一個(gè)空氣壓縮機(jī)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣推動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，將空氣壓縮進(jìn)入氣缸。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快，廢氣排出速度加快，使渦輪轉(zhuǎn)速也加快，空氣壓縮程度就加大，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量就相應(yīng)增加，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。所以說，渦輪增壓器通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，在不增加排量的情況下卻得到了增大發(fā)動(dòng)機(jī)排量的效果。由于渦輪增壓器的驅(qū)動(dòng)是來自發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，不需要額外的動(dòng)力，與其他增壓方式相比，渦輪增壓的效率更高，能耗更低。

也是由于渦輪增壓器是由廢氣驅(qū)動(dòng)增壓，所以，要在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)才能啟動(dòng)，因此，渦輪增壓器存在一定的"滯后"，這是其固有特點(diǎn)。大眾汽車改進(jìn)設(shè)計(jì)了TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器，如:對(duì)渦輪葉片進(jìn)行了空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化，使進(jìn)氣氣流的分布狀態(tài)有助于降低能量損耗，令渦輪增壓器能夠更早更快地起動(dòng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更加靈敏。所以，大眾汽車TSI發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器的滯后感覺已大幅降低。另外，大眾汽車對(duì)TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)也進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使冷卻效果顯著提高。以前的渦輪增壓裝置在使用、維護(hù)和保養(yǎng)等方面比較麻煩，比如高速長(zhǎng)時(shí)間行車后不能馬上熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)，否則渦輪增壓器容易在冷卻不好的情況下產(chǎn)生內(nèi)部潤(rùn)滑油的結(jié)焦，進(jìn)而損害增壓器。TSI發(fā)動(dòng)機(jī)已充分考慮車主的使用便利性，潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)采用更為先進(jìn)的設(shè)計(jì)，很好地解決了上述問題，不會(huì)對(duì)車主的使用和維護(hù)增加額外的負(fù)擔(dān)。

此外，渦輪增壓器不是易耗部件，在正常使用和保養(yǎng)的情況下，渦輪增壓器的壽命是和發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命相同的。

1.6 THP渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了全面超越的三大客戶價(jià)值享受--更敏捷、更可靠、更高效。

更敏捷

依靠高達(dá)120 bars缸內(nèi)直噴、Twinscroll雙渦道渦輪增壓技術(shù)和CVVT進(jìn)氣正時(shí)連續(xù)可變技術(shù)，使1.6 THP渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)適合城市路況，讓"T"技術(shù)得到全面發(fā)揮，低轉(zhuǎn)速高扭矩，1000轉(zhuǎn)時(shí)渦輪增壓開始介入，1400轉(zhuǎn)即可達(dá)到最大扭矩峰值240N.m，并實(shí)現(xiàn)-32℃低溫啟動(dòng)。

更可靠

采用高壓缸內(nèi)直噴、活塞獨(dú)立冷卻系統(tǒng)、機(jī)油溫控系統(tǒng)、軸瓦微槽加工技術(shù)以及正時(shí)鏈條傳動(dòng)，增加發(fā)動(dòng)機(jī)自身的穩(wěn)定性、可靠性和適應(yīng)性，減少維護(hù)次數(shù)、有效降低維護(hù)成本、-32℃低溫啟動(dòng)、適合國(guó)內(nèi)更低燃油標(biāo)定的油品兼容性，超過一百萬臺(tái)的全球銷量也從側(cè)面印證了該系列發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)質(zhì)可靠性。

更高效

擁有雙渦道渦輪增壓中冷技術(shù)、電控離合式水泵、電控變排量機(jī)油泵、輕量化全鋁機(jī)體、可匹配微混技術(shù)STT和電控節(jié)溫器等技術(shù)作為技術(shù)支撐，使得發(fā)動(dòng)機(jī)具備了經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能減排的優(yōu)秀表現(xiàn)，憑借輕量化重量、智能化技術(shù)應(yīng)用等實(shí)現(xiàn)降低能耗及使用成本。

更兼容

這款發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)油品的兼容性更高，在中國(guó)加93號(hào)汽油就可以，壓縮比為9.5，進(jìn)氣和排氣的交叉點(diǎn)降低了一點(diǎn)，防止排出來的氣體回流進(jìn)汽缸，因?yàn)檫M(jìn)氣門是可變的。而為了保證相同的功率，渦輪增壓的氣流被加大，這個(gè)可以通過電腦調(diào)節(jié)曲軸的角度來實(shí)現(xiàn)。

作為PSA與BMW全球精英團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)的最新一代渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，1.6THP"全時(shí)增壓"T發(fā)動(dòng)機(jī)融合了兩大集團(tuán)的頂尖技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采用獨(dú)有的Twin scroll雙渦道渦輪增壓及高壓缸內(nèi)直噴燃油噴射系統(tǒng)兩項(xiàng)前沿科技，主要目標(biāo)是達(dá)到良好的燃油效率、動(dòng)力輸出效率，加強(qiáng)可靠性和實(shí)現(xiàn)輕量化，被業(yè)內(nèi)專家評(píng)價(jià)為"代表現(xiàn)階段歐洲乃至全球汽車領(lǐng)域的最高技術(shù)水平"，已連續(xù)6年獲得"國(guó)際年度發(fā)動(dòng)機(jī)(International Engine of the Year)"1.4-1.8L組別大獎(jiǎng)，并被評(píng)為2011年"沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)"之一(Ward's 10 Best Engines )，《沃德汽車世界》雜志贊譽(yù):1.6 THP發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合了"驚人的性能和出色的燃油經(jīng)濟(jì)性"。目前廣泛搭載于寶馬、標(biāo)致雪鐵龍等諸多廠商的重量級(jí)車型上，全球銷量突破百萬(國(guó)內(nèi)比較熟悉的就是Mini cooper S和標(biāo)致207、308、東風(fēng)標(biāo)致3008及雪鐵龍C4L)。

1.6THP發(fā)動(dòng)機(jī)是法蘭西機(jī)械廠最為我們熟知的產(chǎn)品。這是一款由PSA和寶馬在2006年 合作研發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)，它采用直噴技術(shù)和單渦輪雙渦道技術(shù)，在技術(shù)上與大眾TSI相比有過之而無不及，六次蟬聯(lián)"全球最佳發(fā)動(dòng)機(jī)"獎(jiǎng)就是最好的例證。目前在雪鐵龍C4、標(biāo)致308CC、RCZ等車型上搭載，包括寶馬MINI也對(duì)其青睞有佳，東風(fēng)標(biāo)致首款SUV 3008上也將會(huì)出現(xiàn)它的身影。

1.6 THP渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)屬于四缸直噴式渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，采用雙頂置凸輪軸構(gòu)造，具備Twin scroll雙渦道渦輪、高壓缸內(nèi)燃油直噴系統(tǒng)等獨(dú)有領(lǐng)先技術(shù)，輸出功率為120KW、最大扭矩為240N.m，相對(duì)同排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其動(dòng)力性提高約40-70%，油耗和CO2排放降低約10%，是低排放高效能的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)代表。