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大众1.4t发动机图片,五分钟看懂大众1.4TSI发动机

2024-05-31 13:04:53科技帅气的蚂蚁
小排量大马力可以说是目前发动机的发展趋势,其中突出的代表就是大众EA111系列的1 4TSI发动机。这款发动机融合了缸内直喷、涡轮增压等先进

大众1.4t发动机图片,五分钟看懂大众1.4TSI发动机

小排量大马力可以说是目前发动机的发展趋势,其中突出的代表就是大众EA111系列的1.4TSI发动机。这款发动机融合了缸内直喷、涡轮增压等先进技术,具有小排量、高功率、低油耗等性能优势。本文将为大家分析大众1.4TSI发动机。

TSI的含义

1.4TSI发动机是大众在2005-2006年推出的排量为1.4L的发动机,具有双增压和缸内直喷技术。TSI发动机是大众采用的高科技汽油发动机,融合了FSI发动机和TDI发动机的核心技术。

在欧洲市场,匹配大众1.4TSI双增压发动机的车型有高尔夫、尚酷、EOS、捷达、途观等。发动机最大功率可达125 kW/5500 rpm,扭矩可达240Nm/1750-4500。因为同时拥有机械增压和涡轮增压系统,发动机在低转速和高转速下都能达到很好的增压效果,所以1.4TSI发动机的扭矩。

考虑到全球战略部署,大众于2009年在中国投产1.4TSI发动机。基于对油品质量和成本控制的考虑,国产的1.4TSI发动机取消了机械增压和分层燃烧,只保留了涡轮增压和缸内直喷。发动机最大功率为96kW(131ps)/5000rpm,最大扭矩为220Nm/1750-3500rpm。目前搭载1.4TSI发动机的车型有高尔夫六、速腾、迈腾、朗逸等车型。

废气涡轮增压系统

增压器与排气管的一体化设计。1.4TSI这款发动机的涡轮增压器和排气管采用一体化设计,可以在一定程度上减少多余零件的体积和重量,使这套系统相对稳定可靠。

涡轮增压系统上的涡轮叶片和叶轮叶片设计成小尺寸(分别为37mm和41mm),这样涡轮的转动惯量会减小,废气容易带动涡轮高速旋转,可以有效缓解涡轮增压系统低速迟滞的现象。涡轮增压最大压力1.8bar,而GTDi(240PS版)只有1.2bar。

用于精确监控进气压力的传感器和阀体。在涡轮增压器系统的中冷器前后安装了两组传感器(进气压力传感器和空气温度传感器),用来精确监测增压空气冷却前后的状态,然后通过ECU计算分析调整涡轮增压器上的阀体开度,从而精确控制所需的进气量。

此外,在涡轮增压器上设计了两个用于压力控制的阀体,即涡轮增压器端的排气旁通阀和空气叶轮第一段的进气减压阀,由ECU控制。

主要是防止发动机转速过高时涡轮以相对固定的转速工作,防止涡轮和节气门因压力过大而损坏。因此,如果废气压力超过压力装置设定的值,阀门将打开,多余的废气将绕过涡轮叶片排出。

双循环冷却系统

1.4TSI发动机采用两套独立的冷却系统,一套是依靠发动机动力实现自身冷却循环的冷却系统(主冷却系统)。另一个冷却系统由电动水泵驱动,主要用于冷却涡轮增压器和增压空气(二次冷却系统)。限流器连接主冷却循环管路和辅助冷却循环管路,共用一个平衡液罐。

主冷却循环系统。主冷却循环管路可分为两条循环管路,一条流经气缸体,另一条流经气缸盖。通过双恒温器,冷却剂可以被转移。三分之一流过发动机缸体来冷却气缸。三分之二的热量流过气缸盖来冷却燃烧室。节温器1控制缸体中的冷却液,节温器2控制缸盖中的冷却液。

用双温控器将两个循环回路分开,主要有两个好处:一是可以快速加热气缸体,可以减少曲轴连杆机构内部的摩擦;第二,气缸盖冷却良好,降低了燃烧室的温度,提高了容积效率,降低了爆震的可能性。

二次冷却循环系统。由电机驱动的冷却循环系统主要包括两个循环通道,一个是通过涡轮增压器冷却涡轮增压系统;另一个是通过进气歧管中的冷却器冷却增压空气。冷却液主要通过冷却循环泵从辅助冷却器输送到增压空气冷却器和废气涡轮增压器。

冷却液循环泵将在发动机不同工况下,在ECU的控制下智能工作。例如在发动机启动后的短时间内;进气歧管中的增压空气温度持续超过50C;输出扭矩持续在100Nm以上;只有当增压空气冷却器前部和后部的增压空气温度低于8时,冷却液循环泵才会工作。

由于这套系统不是曲轴驱动的,在发动机长时间高速运转后,如果车主直接关闭发动机,这套独立的冷却系统仍然会自动工作一段时间,消除了涡轮增压器过热带来的隐患。

进气歧管翼板

事实上,“进气歧管翼板”在满足气缸分层充气和均质稀混合气等各种燃烧室充气模式中起着重要作用。比如发动机在低速时采用分层充气模式,可以通过进气歧管翻板关闭下进气道,这样可以减小气流的横截面,提高气流速度。结合活塞顶部的特殊设计,有效形成强烈的进气涡流,有利于分层模式下混合气的形成和雾化。

同样,当发动机进入高速工况,采用均质混合气模式时,进气歧管翻板打开下进气通道,增加气流通过的截面,从而获得更多的进气,提高发动机的输出功率。

但由于国产1.4TSI发动机取消了“分层燃烧”,进气歧管的翻板也被取消了,进气歧管的设计也做了相应的改进,比如在进气道外缘的气门座上设计了一个倾斜的凸峰,可以在进气气缸内形成一个特殊的涡流,使汽油和空气混合更加充分。通过节流可以实现“小截面、增流量”和“大截面、增流量”的进气效果。

可变进气门正时

VVT可变气门正时技术也应用于EA111系列1.4TSI发动机,但它只应用于进气系统,即进气可变气门正时。该系统主要通过ECU电子控制单元、叶片槽调节器、凸轮轴调节电磁阀等部件实现气门正时的连续可变。

叶片槽调节器结构。它由外壳、内叶片转子和位于叶片转子内部的锁销组成。外壳与外正时齿轮固定,由曲轴驱动。内叶片直接与进气凸轮轴固定在一起,并随其旋转。

首先由ECU对凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器等相关部件的反馈信息进行分析,然后与ECU存储的最佳参数进行比较,发出指令控制凸轮轴调节电磁阀。然后通过两个油路之间的油压差驱动调节器中的叶片,带动凸轮轴旋转,改变进气相位,实现气门正时的“提前”或“滞后”,从而实现气门正时的连续可变,正时相位调整角度可以达到20的凸轮轴角度。福特GTDi发动机的进气门和排气门都有可变气门正时,可调角度为50度。

TSI燃料供应系统

直喷式发动机的燃油供给系统是实现缸内直喷的最关键部分。如果要将燃油喷入压力非常高的气缸,必须有足够的喷射压力;而且为了保证缸内直喷的燃烧效率,燃油喷射系统还需要对喷射的燃油进行精确控制,这就对喷油器提出了更高的设计要求。

高压燃油系统。低压油泵将燃油输送到高压泵后,压力可根据发动机的负荷在50巴-100巴之间调节。高压油泵中集成了燃油调压阀和限压阀,可以为系统提供超压保护。

高压油泵。高压燃油泵是燃油增压的关键环节。TSI的高压燃油泵是单活塞泵,结构简单。泵以一定角度安装在气缸盖罩上,由进气凸轮轴上的四点凸轮驱动。四点凸轮可以使机油泵的供油行程与各缸相应的喷油过程同步,各缸喷油的均匀性和重复性更好。

燃油喷射器。喷嘴的喷射压力高达100 bar,而进气歧管喷射方式的喷射压力一般只有3bar。1.4 The发动机的喷油嘴采用6孔喷油嘴方式(GTDi使用的喷油嘴是7孔喷油嘴),在节气门全开时或催化转化器预热过程中,可以防止喷油覆盖整个活塞顶部。

总结:1.4TSI发动机集成了涡轮增压、缸内直喷、可变气门正时等先进技术,使这款小排量发动机具备了高功率、高扭矩、低油耗的特点。相比市面上主流的2.0L自然吸气发动机,1.4TSI发动机的最大功率基本达到了2.0L自然吸气发动机的水平,最大扭矩甚至超过了他们。