定義
以雙增壓為其最主要的特點(diǎn),機(jī)械+渦輪+分層直噴=TSI。TSI是twinscharger(
渦輪增壓和機(jī)械增壓)和Fuel Stratified Injection(燃油分層直噴)三個(gè)關(guān)鍵特色的首字母縮寫。這是一款雙增壓的燃油分層直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。
概述
直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)好處在于隔絕了已燃混合氣向氣缸壁和氣缸蓋的散熱,從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損耗。從表面來(lái)看,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)與FSI相比減少了一個(gè)字母“F”,但名字的改變沒(méi)有令其本質(zhì)發(fā)生變化,加入增壓器后與普通直噴技術(shù)相比,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更小的體積和更出色的動(dòng)力表現(xiàn)和節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
TSI燃油直噴技術(shù)是當(dāng)今汽車工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中最為成熟、最先進(jìn)的燃油直噴技術(shù),并引領(lǐng)了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。
技術(shù)要點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
技術(shù)要點(diǎn)
渦輪增壓的特性是利用排放廢氣,裝置本身基本不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力,增加進(jìn)氣效率提高動(dòng)力;但是缺點(diǎn)是通常要發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)2000轉(zhuǎn)后才介入,不利于起步加速,渦輪的慣性讓加速還有一個(gè)響應(yīng)時(shí)間的延遲。
機(jī)械增壓優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)起啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)就開始介入,起步加速有力,沒(méi)有渦輪的工作延遲,即時(shí)響應(yīng)。缺點(diǎn)是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出來(lái)讓增壓器工作,消耗部分發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
TSI燃油直噴技術(shù)在同等排量下實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的完美結(jié)合,是當(dāng)今汽車工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中最為成熟、最先進(jìn)的燃油直噴技術(shù),并引領(lǐng)了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。
將燃油直接噴射入氣缸的TSI發(fā)動(dòng)機(jī)相比將燃油噴射至進(jìn)氣歧管的傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī),其優(yōu)勢(shì)在于:
- 發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略采用基于扭矩控制;
- 增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)停止后有獨(dú)立冷卻系統(tǒng);
- 具有電子超速回流控制,防止增壓器;
- 連續(xù)可變進(jìn)氣配氣相位(曲軸轉(zhuǎn)角60°),令油耗降低,提高功率;
- 鏈條傳動(dòng)。壽命長(zhǎng),終身免換,可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的齒帶傳動(dòng)。
TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的新特點(diǎn)來(lái)自工程師們開發(fā)的大量關(guān)鍵組件,其中包括:
- 為該技術(shù)專門設(shè)計(jì)的、單活塞高壓泵的共軌高壓噴射系統(tǒng),負(fù)責(zé)提供充足的燃料,保證系統(tǒng)達(dá)到所需要的壓力狀態(tài);
- 全新設(shè)計(jì)的每氣缸配有4氣門的新氣缸蓋,氣門由凸輪滾子從動(dòng)件驅(qū)動(dòng);
- 可持續(xù)控制進(jìn)氣的燃燒進(jìn)程;
- 排氣循環(huán)回收系統(tǒng);
- 改進(jìn)的排氣控制系統(tǒng),帶有NOx存儲(chǔ)型催化式排氣凈化器和NOx感應(yīng)器,現(xiàn)在低硫汽油的供應(yīng)日益普及,發(fā)動(dòng)機(jī)全面節(jié)油的潛力逐漸得以實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)勢(shì)
在設(shè)計(jì)上,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)與其他傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別在于:與歧管噴射原理不同,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)配備了按需控制的燃油供給系統(tǒng),每缸四氣門,可變進(jìn)氣歧管以及進(jìn)排氣凸輪軸連續(xù)可調(diào)裝置,汽油被直接噴入燃燒室,單活塞高壓泵的共軌高壓噴射系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供精確的燃料,形成30到100巴之間的工作壓力。同時(shí),燃料室的幾何設(shè)計(jì)以及毫秒級(jí)精確計(jì)算注入汽油量的功能大大提高了其壓縮比,這也是高效新款發(fā)動(dòng)機(jī)的必要先決條件。在進(jìn)氣道方面,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變進(jìn)氣歧由電子系統(tǒng)控制所需的空氣流量,實(shí)現(xiàn)了無(wú)節(jié)流變質(zhì)調(diào)節(jié),提高了充氣效率,從而獲得更高的升功率,而發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)也變得更為直接。
推動(dòng)這種進(jìn)步的主要因素是部分負(fù)荷狀態(tài)下的分層進(jìn)氣原理。直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用類似于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的供油技術(shù),通過(guò)一個(gè)活塞泵提供所需的100bar以上的壓力,將汽油提供給位于氣缸內(nèi)的電磁噴射器。噴油嘴將噴射時(shí)間控制在千分之一秒內(nèi),將燃料在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間直接注入燃燒室,通過(guò)對(duì)燃燒室內(nèi)部形狀的設(shè)計(jì),讓混合氣能產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較濃的混合氣,其他周邊區(qū)域有較稀的混合氣,保證了在順利點(diǎn)火的情況下盡可能的實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。這就是分層燃燒的精髓所在。
兩者的結(jié)合改善了起步加速,也具有充足的后勁,相對(duì)來(lái)說(shuō)動(dòng)力損耗減低到最小。
直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)好處在于隔絕了已燃混合氣向氣缸壁和氣缸蓋的散熱,從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損耗。從表面來(lái)看,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)與FSI相比減少了一個(gè)字母“F”,但名字的改變沒(méi)有令其本質(zhì)發(fā)生變化,加入增壓器后與普通直噴技術(shù)相比,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更小的體積和更出色的動(dòng)力表現(xiàn)和節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
但是TSI發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)橛推焚|(zhì)量的原因在國(guó)內(nèi)不適用,TSI發(fā)動(dòng)機(jī)要有非常純凈的汽油才可以發(fā)揮最大功效。
發(fā)展歷程
大眾集團(tuán)最早推出的TSI發(fā)動(dòng)機(jī),在大眾的發(fā)展歷史上,大眾汽車配備的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了2缸發(fā)動(dòng)機(jī)、5缸發(fā)動(dòng)機(jī)和4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展階段。目前的4缸發(fā)動(dòng)機(jī)綜合了前兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì),是目前大眾的主流發(fā)動(dòng)機(jī)。TSI發(fā)動(dòng)機(jī)是4缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的佼佼者,擁有大眾發(fā)動(dòng)機(jī)家族中最先進(jìn)的技術(shù)。