途虎大众TSI发动机分析
上海大众在欧美地区取得优秀销售业绩的同时,在中国市场上也取得了不错的成绩。这些不得不归功于大众集团在发动机上面的独特而又先进的技术,代表就是TSI双增直喷发动机。
TSI是大众集团开发的一套双增压技术,是涡轮增压和机械增压的相结合。而习惯叫它双增压。这个双增压跟大众奥迪集团的双涡轮增压有很大的区别,可以说是完全两个概念。在性能上作为畅销品牌的大众肯定有它的过人之处。
首先我在网上了解了涡轮增压和机械增压的优缺点。其实任何一种增压它的目的都是相同的,就是要把空气压缩以后再通入到气缸当中燃烧,这样做的好处很明显,压缩以后的空气密度更大,这就意味着单位体积内的氧气分子更多。在发动机排量不变的情况下,吸入的氧气分子越多,再配合燃油喷射系统提供的更多的汽油那么可以输出更高的动力。不管是涡轮增压还是机械增压都是为了达到这一目的而设计的,只不过两者的实现手段不相同。
特斯拉和平精英(1)T——涡轮增压发动机。
1、优点。在不增加发动机排量的基础上,可大幅度提高功率和扭矩。他是由一个进气涡轮
来压缩空气,进气涡轮的另一头连着一个废气涡轮。我们知道发动机的排气是高温高压的,这就意味着排气中仍然含有巨大的能量。将废气涡轮装在排气管之中则能利用排气能量来驱动涡轮高速旋转,从而能够带动进气涡轮随之高速旋转,以获得压缩进气的能量。所以涡轮增压器是不需要额外的消耗发动机能量的。而且发动机转速越高废气排放速度和能量也越大,使得涡轮的转速也越高,这样进气涡轮压缩空气的能力也越强。对于涡轮增压的发动机来说,转速越高,进气效率也越高,能够发挥出来的功率就越大。所以涡轮增压器对于发动机的高速运转是非常有好处的。
2、缺点。涡轮工作有迟滞现象,并且保养费用高。涡轮的质量也就决定他在运动中存在惯性。我们知道发动机在怠速工况时转速往往只有几百转,而且在怠速工况时涡轮是不能介入工作的。除了因为发动机转速低,排气能量不足以驱动涡轮高速运转,还有一个更重要的原因就是怠速时发动机负荷低,如果此时涡轮也参与工作那么发动机会过热,并且耗费更多不必要消耗的汽油。所以怠速工况时,进气和排气旁通阀会自动打开,此时进气和排气都没有经过涡轮,新鲜空气是直接被吸入气缸,废气也是直接排入大气中的。由于增压发动机的压缩比都比较低(通常在8.0以下,压缩比低是因为空气被增压器压缩后会放热,如果压缩比过高会导致压缩行程时混合气继续放热,引起混合气自然),所以在涡轮介入
之前发动机的动力性是非常差的。这就是涡轮增压发动机的通病涡轮迟滞。这种状况是非常不适合城市驾驶的。因为我们知道城市开车经常要走走停停,涡轮增压低扭差劲的缺点暴露无疑。
(2)S——机械增压发动机。
1、优点。机械增压响应性好完全没有涡轮的迟滞现象,可以在任何时候都能输出源源不断的扭力。他的原理与发动机机油泵有些类似,也是与发动机动力相连,只不过压缩的是空气。它与涡轮增压器在性能上最大的区别就是对压气机的转速没有限制。也就是说只要罗兹压气机在转,就可以压缩空气。而涡轮增压器由于是靠高速旋转产生的空气离心力来压缩空气,所以需要非常高的转速(通常TURBO的转速能接近10万转/分钟)。所以即便发动机怠速或者处于1000转左右的低转速,也能连接机械增压器压缩进气。不过处于经济型考虑,怠速工况时电磁离合器是断开的,也就是说怠速时压缩比并没有与发动机动力相连,不过只要踩下油门电磁离合器可以迅速连接发动机动力。所以机械增压能够给汽车带来很好的低转扭矩,让起步时冲进十足。
2、缺点。虽然克服了涡轮增压器迟滞的缺陷,单机械增压也并非完美。由于它需要消耗发
动力动力,而且增压器中的两个转子相互摩擦会损耗大量的能量。在低转速时,由于转速低损耗也就小,但如果处于高转速工况,那么这样能量损耗是非常大的。不仅经济性差,高转动力性也要受到影响。高转速时会产生大量的摩擦,从而影响到转速的提高,并且噪声大。 
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(3)S+T——双增压发动机挪车打什么电话
长安悦翔改装所以涡轮增压和机械增压都有着各自的先天缺陷,而这两种增压方式的优缺点又是相互互补的。大众就是利用了这两种增压性能优缺点的互补性开发出了TSI双增压系统。他是涡轮增压与机械增压的相结合。
也就是说,TSI发动机拥有两套增压系统,一套靠涡轮压缩进气,另一套靠罗兹压气机压缩进气。当然,它们什么时候起作用是由电脑说了算的。电脑即能够控制进排气旁通阀的开闭,也能控制机械增压器与发动机相连接的电磁离合器的开闭。机械增压器和涡轮增压器在进气道中是被串联在一起的。空气从空气过滤器进入到进气管以后,首先要经过机械增压器,然后通过进气管的引导再经过涡轮增压器,最后进入到进气歧管当中去。虽然机械增压器和涡轮增压器是相互串联在一起的,但两者并不都是同时工作。
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当发动机处于怠速工况时,机械增压器的电磁离合器是分离的,此时发动机与机械增压器之间动力是断开的(这就意味着增压器没有消耗发动机功率),而且机械增压器附近的进气旁通阀打开,空气并没有流经机械增压器,而是从旁通阀直接吸入;到了涡轮增压器的位置,涡轮增压的进气旁通阀也是打开的,这就相当于进气绕过了涡轮,直接被吸入气缸。也就是说在怠速工况时,涡轮增压器和机械增压器都是不工作的,这相当于一台自然吸气发动机。
当发动机在部分负荷工况下低转速运转时(通过节气阀传感器检测到又少许油门开度,而且通过发动机转速传感器检测到转速处于低速运转),电脑会接通机械增压器的电磁离分离,并且关闭机械增压旁通阀,让机械增压器开始工作,此时的增压值为1.2bar.我们知道机械增压器有增强低速扭矩的特点,而且在低转速时对发动机功率的消耗并不大。所以既能够获得良好的油门相应,又能够增大发动机扭矩输出。当发动机超过1500转时,涡轮开始介入,此时的增压值提高到2.5bar。当发动机转速达到3500转/分以上的高转速时,机械增压器开始停止增压,此时完全依靠涡轮增压来进行增压,增压值从2.5bar降到1.3bar。因为我们知道一旦转速上升,机械增压器会消耗大量发动机能量,而中高转速是涡轮增压的强项,这样不仅避免了涡轮迟滞,让涡轮有足够的加速时间,还在很大程度上增加了低
转扭矩,降低高转速时机械增压器产生的噪音。这样彻底解决了两种增压方式的缺陷,达到了一种完美增压的效果。
(4)I——缸内直射
缸内燃油直喷技术,顾名思义。供油系统采用缸内直喷设计的最大优势,就在于燃油是以极高压力直接注入于燃烧室中,因此除了喷油嘴的构造和位置都异于传统供油系统,在油气的雾化和混合效率上也更为优异。加上近来车上各项电子系统的控制技术大幅进步,计算机对于进气量与喷油时机的判读与控制也愈加精准,因此在搭配上缸内直喷技术以使得发动机的燃烧效率大幅提升下,除了发动机得以产生更大动力,对于环保和节能也都有正面的帮助。
在S+T+I发动机中机械增压填补了涡轮增压产生迟滞时的动力输出,燃油直喷技术令发动机对燃料的使用效率提高到新的高度,所以目前大众已经在旗下的高尔夫、速腾、迈腾等车型上配备了该款发动机,虽然只有1.4L排量但是在双增压的作用下能释放出200匹的动力,这样的动力用在高尔夫这么大的A级车上动力性是非常惊人的。
随着排放标准的越来越严格,汽车制造商不仅要满足环保要求,同时又要满足客户的需求,保证足够的驾驶乐趣。增压器技术正好能满足降低排放并提高燃油经济性,同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。所以大众的市场前所未有的广阔。
汽 贸 二 班
刘振华
2012年6月8日