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溯本求源 你所不知道的1.4TSI所采用的技術(shù)工藝

作者: 時(shí)間:2016-12-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  你知道1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)可以在低溫狀態(tài)下的使用分層燃燒實(shí)現(xiàn)高壓分層啟動(dòng)嗎?你知道1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)同樣具有可變氣門正時(shí)技術(shù)嗎?你知道1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓擁有一套獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)嗎?經(jīng)過了1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的全程拆解,讓我們也發(fā)掘出TSI發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部,在技術(shù)、工藝上許多并不為人所知的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。下面,車168就為大家揭秘那些你所不知道的1.4TSI。

獨(dú)立的冷卻液循環(huán)泵


由電機(jī)帶動(dòng)的冷卻液循環(huán)泵

  通過電機(jī)帶動(dòng)的冷卻液循環(huán)泵是大眾這款EA111系列1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的一大特色,這個(gè)泵通過螺栓固定在缸體上,安裝在進(jìn)氣歧管下面,是獨(dú)立冷卻系統(tǒng)的核心部分。它根據(jù)負(fù)荷來操作控制,將冷卻液通過前端的泵口從附加散熱器中吸出,泵入進(jìn)氣歧管內(nèi)的冷卻器和另一側(cè)的渦輪增壓器。

拆卸下來的冷卻液循環(huán)泵

  這套冷卻液循環(huán)泵會(huì)在不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況下,由行車電腦控制進(jìn)行智能的工作,它在下面幾種情況下會(huì)被開啟:

  1、每次發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的短時(shí)間內(nèi)

  2、輸出扭矩持續(xù)在100Nm以上的時(shí)候

  3、進(jìn)氣歧管內(nèi)增壓空氣溫度持續(xù)超過50°C

  4、兩個(gè)增壓空氣溫度傳感器(分別位于進(jìn)氣歧管的冷卻器前后)之間的溫差小于 8°C

  5、發(fā)動(dòng)機(jī)每工作120s,其工作10s,避免渦輪增壓器產(chǎn)生熱量積聚

  6、關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后,根據(jù)邁普?qǐng)D*決定從0至480s之間的工作時(shí)間,避免渦輪增壓器過熱而產(chǎn)生故障(*邁普?qǐng)D存于電腦程序中,是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度、壓力和其他工況來確定循環(huán)泵工作延時(shí)的一個(gè)三維函數(shù))

車168車168
獨(dú)立循環(huán)中循環(huán)水的兩個(gè)回路:冷卻器(上)和渦輪增壓器(下)

  采用獨(dú)立電機(jī)帶動(dòng)水泵的冷卻系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)顯而易見,由于并不直接通過曲軸的動(dòng)力進(jìn)行工作,發(fā)動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間高速行駛后,車主如果直接熄火,這套獨(dú)立的冷卻液循環(huán)泵仍會(huì)會(huì)自動(dòng)繼續(xù)工作一段時(shí)間,消除了渦輪增壓器因過熱產(chǎn)生的故障隱患。另外,在發(fā)動(dòng)機(jī)沒有大負(fù)荷運(yùn)作時(shí),這套系統(tǒng)也會(huì)根據(jù)情況停止工作,達(dá)到節(jié)能的目的。

用于增壓空氣水冷的冷卻器

  獨(dú)立循環(huán)中,冷卻液經(jīng)循環(huán)泵流過位于進(jìn)氣歧管內(nèi)的冷卻器,這個(gè)冷卻器的作用是為增壓后的空氣進(jìn)行散熱,這也是這臺(tái)1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的特別設(shè)計(jì)之一。


冷卻器和增壓空氣通道結(jié)構(gòu)解剖圖

  我們知道,氣體在被壓縮的時(shí)候溫度會(huì)上升,比如打氣筒在打氣的時(shí)候底部會(huì)發(fā)熱。經(jīng)過渦輪增壓器的空氣與之類似,氣體受到壓縮,再加上經(jīng)過高溫渦輪時(shí)的部分熱傳導(dǎo)作用,增壓后的空氣溫度會(huì)很高。高溫氣體由于受熱而膨脹,因此有必要對(duì)增壓后的空氣進(jìn)行冷卻,以提高單位體積空氣中的氧氣“濃度”,進(jìn)而提高燃燒效率。


拆卸下來的冷卻器

  雖然水冷是十分理想的散熱的方式,但并沒有在增壓空氣冷卻中得到非常廣泛采用,因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)不但對(duì)密封性要求較高,還需要增加特別設(shè)計(jì)的循環(huán)水冷卻系統(tǒng),對(duì)成本和技術(shù)都有要求,因此很多廠商的發(fā)動(dòng)機(jī)通過機(jī)艙前的中冷器進(jìn)行風(fēng)冷,其弊端是增加了更大的體積和重量。而EA111的1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)通過上面提到的獨(dú)立電機(jī)冷卻液循環(huán)泵和冷卻器的精巧設(shè)計(jì),較為理想的解決了這一問題。


冷卻器的工作原理
(實(shí)線為增壓空氣,虛線為冷卻液;紅色代表較高溫度,藍(lán)色代表較低溫度)

  為壓縮空氣進(jìn)行冷卻的冷卻器由許多鋁葉片組成,在里面有冷卻液流過的管路。熱空氣流過鋁制葉片,將熱量傳導(dǎo)給在內(nèi)部循環(huán)的冷卻液,然后冷卻液再被泵入車輛進(jìn)氣口前端的散熱器來冷卻。經(jīng)過冷卻后的增壓空氣,壓力值在最高可達(dá)1.8bar的條件下,氣體溫度僅比空氣溫度高20-25°C,冷卻效果非常好。

車168

車168

  雖然原理看似簡(jiǎn)單,但由于冷卻器聯(lián)通著進(jìn)氣歧管,是增壓空氣的必經(jīng)之路,所以對(duì)密封性能要求較高。大眾這款1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器采用了波蘭制造的進(jìn)口件,在冷卻器的后部有一個(gè)密封條,這個(gè)密封條保證冷卻器和進(jìn)氣歧管之間的密封,同時(shí)為冷卻器提供支撐;同樣在冷卻器和進(jìn)氣歧管的接合部分也有類似的密封條,再通過6個(gè)螺栓將冷卻器固定鑲嵌在進(jìn)氣歧管內(nèi),達(dá)到了很好的密封效果。

  這套水冷式壓縮空氣冷卻器相對(duì)于其他散熱方式的優(yōu)點(diǎn)在于:

  1、占用的體積更?。?/P>

  2、水冷的效果要比空冷更好;

  3、相對(duì)獨(dú)立的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)在溫度傳感器的監(jiān)控下工作,冷卻液循環(huán)泵可以通過需要進(jìn)行合理的控制。


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