混合噴射+閉缸 解析奧迪傳統(tǒng)動力新技術(shù)

受到一些客觀因素的制約，新能源技術(shù)在接下來的很長一段時間里都會漫無目的的游離于瓶頸之間，相比之下，春意盎然的傳統(tǒng)動力依舊在汽車族群中大放異彩，但與以前不同的是，它并不會為了達(dá)到某個動力級別而野蠻地生長，就在等待新能源動力技術(shù)化繭成蝶之時，傳統(tǒng)動力也在完成著屬于自己的救贖。

“T”這個字母在發(fā)動機(jī)領(lǐng)域是高效的標(biāo)志，無論是排量大小以及氣缸數(shù)量的多少，有越來越多的發(fā)動機(jī)都投靠了“T字營”，增壓器可以將每一滴燃油進(jìn)行充分的壓榨以得到更多的動力輸出，而直噴技術(shù)的運(yùn)用則可以將一滴燃油劃分成很若干份，這樣，就會使得每一滴燃油得到更為充分的利用。與“T”字母一樣，提及直噴技術(shù)，大多數(shù)人脫口而出的都是“FSI”這三個字母，巧合的是，在這些人的印象中，“T”和“FSI”好像是出自一家集團(tuán)，那么，TFSI這個組合就顯得順理成章了。

全新4.0TFSI發(fā)動機(jī)亮點解析

在去年的法蘭克福車展上，奧迪發(fā)布了全新奧迪S8、奧迪S7 Sportback、全新奧迪S6和新奧迪S5等多款新一代奧迪S系列車型。從奧迪車系的命名規(guī)則來看，車系前面字母的變化意味著車款的定位以及不同的特性，“S”則代表著車型在原有基礎(chǔ)上僅對發(fā)動機(jī)部分進(jìn)行提升（更加讓人感到熱血的RS版車型則會對整車性能進(jìn)行全面的提升），上面所提到的4款車中，除新奧迪S5外，其它3款均搭載了這臺新的4.0TFSI發(fā)動機(jī)，在動力上，以這樣的機(jī)械基礎(chǔ)來看，它自然配得上“S”的頭銜。但對于那些足夠理性的人來說，他們同樣會關(guān)注到在激情背后的東西。

『2013款奧迪S8搭載的4.0TFSI發(fā)動機(jī)為高功版』

2013款奧迪S7也搭載了低功版的機(jī)型

『2013款奧迪S6搭載的是4.0TFSI低功版，相比之下，有更多的人垂涎于奧迪S6旅行版』

這臺90°夾角的4.0升V8 TFSI發(fā)動機(jī)擁有高低功率兩種不同版本的調(diào)校：在奧迪S6（含旅行版）、S7車型上搭載的是低功率版，擁有420馬力（309千瓦）的最大功率和550牛?米的最大扭矩，而S8車型搭載的高功率版本可輸出520馬力（382千瓦），扭矩也達(dá)到了650牛?米，輕松超越了上一代S8車型所使用的那臺5.2升V10自然吸氣發(fā)動機(jī)。匹配7速Stronic雙離合變速箱或8速自動變速箱。而這臺4.0TFSI還裝配在了賓利歐陸GT上。

氣缸按需運(yùn)行（cylinder on demand）系統(tǒng)

狂蕩不羈的美國人一向喜愛大排量V8發(fā)動機(jī)所特有的暢快，好像也只有這一級別的發(fā)動機(jī)才能弘揚(yáng)最純粹的美國文化，但到了后來，執(zhí)拗的美國人也開始有了些妥協(xié)，在保留原有特性的基礎(chǔ)上，斷缸變排技術(shù)的運(yùn)用，使得這類發(fā)動機(jī)也有了乖巧的一面。是的，我們需要性能出眾的大馬力發(fā)動機(jī)，這臺來自奧迪的4.0升V8雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)也裝配了類似的技術(shù)。

在高速巡航時，變速箱會積極地升至最高擋，以將轉(zhuǎn)速維持在盡可能低的范圍內(nèi)，但對于一臺8缸發(fā)動機(jī)而言，即便是在最經(jīng)濟(jì)的工況下，它也不會有著太過出眾的油耗表現(xiàn)。氣缸按需運(yùn)行（cylinder on demand）系統(tǒng)可以最大程度的改善8缸發(fā)動機(jī)在經(jīng)濟(jì)工況下的表現(xiàn)，這對于奧迪的工程師來說并非難事，他們只需要在原有的AVS系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行升級便能達(dá)到這一需求，即在進(jìn)排氣兩側(cè)的凸輪軸上安裝一套零行程的凸輪便可實現(xiàn)，也就是說，當(dāng)AVS執(zhí)行元件將凸輪切換為零行程時，此時進(jìn)排氣兩側(cè)的凸輪軸則無法驅(qū)動氣門完成進(jìn)排氣動作，與此同時，噴油系統(tǒng)停止了對相應(yīng)氣缸的燃油供給，點火系統(tǒng)也會停止工作。在這樣的狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)電腦會根據(jù)車輛的負(fù)載以及發(fā)動機(jī)的工況來對動力輸出進(jìn)行調(diào)配，從數(shù)據(jù)上來看，V4發(fā)動機(jī)的扭矩輸出可以在120牛?米至250牛?米之間進(jìn)行變化。

一專多能的AVS系統(tǒng)

在我們所能接觸到的車型中，奧迪的AVS可變氣門升程系統(tǒng)最初是裝配于第7代奧迪A4L所搭載的2.0TFSI發(fā)動機(jī)中，它的主要功用是通過切換不同角度的凸輪來實現(xiàn)氣門升程的變化，以改善依靠廢氣驅(qū)動的渦輪增壓器的反應(yīng)。但在4.0TFSI發(fā)動機(jī)上，受氣門室以及凸輪軸的結(jié)構(gòu)所限，原先用于改善渦輪增壓器在低轉(zhuǎn)速下相應(yīng)的高角度凸輪則不得不為氣缸按需運(yùn)行系統(tǒng)做出犧牲，即換裝零角度的凸輪來實現(xiàn)零氣門升程。雖然，我們沒有掌握充足的證據(jù)來證明我們的說法，但這種猜測合乎常理，日后有機(jī)會定為大家奉上圖文并茂的內(nèi)容。

如何控制發(fā)動機(jī)震動及噪音

考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)的平順度，這個動作是有據(jù)可依的，被停止的4個氣缸（2、3、5、8四個氣缸被停止）交錯于以V型排列的8個氣缸之間，此時，這臺發(fā)動機(jī)相當(dāng)于一臺V4發(fā)動機(jī)，利用相互間的運(yùn)動來抵消掉因進(jìn)行著無效運(yùn)動的氣缸所帶來的震動。而為了減輕活塞與氣缸之間的摩擦，工程師則在氣缸內(nèi)壁上附了一層DLC類金剛石碳涂層，事實上，奧迪旗下的多款發(fā)動機(jī)都采用了這樣的涂層。此外，采用主動電子控制的發(fā)動機(jī)懸置依靠定向計數(shù)脈沖也可以削弱低頻震動，從而減少震動從車體傳入車內(nèi)。

降噪的最后一層屏障是位于車內(nèi)的主動消聲系統(tǒng)（ANC），它可以進(jìn)一步扼制發(fā)動機(jī)震動給駕駛艙內(nèi)造成的影響，利用內(nèi)嵌在車頂篷中的四個麥克風(fēng)檢測噪音，當(dāng)系統(tǒng)在檢測到噪聲后會通過音響系統(tǒng)發(fā)出與噪聲反相的聲波，這原本是一項音響的主動降噪技術(shù)，在手機(jī)以及耳機(jī)上也有相應(yīng)的運(yùn)用。

解讀TFSI的亮點

工程師會針對氣缸及排量的變化對渦輪增壓器也進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)教。首先，從結(jié)構(gòu)上來說，為了滿足“V4發(fā)動機(jī)”的使用需要，這臺4.0升V8雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)在排氣歧管的布局上會變得更為復(fù)雜些，利用雙渦管技術(shù)，來改善在氣缸按需運(yùn)行工況下渦輪增壓器的響應(yīng)不足的問題。

4.0TFSI技術(shù)亮點總結(jié)

在數(shù)據(jù)方面，這臺4.0TFSI發(fā)動機(jī)已經(jīng)全面超越了原先服役于奧迪S8的那臺5.2 V10發(fā)動機(jī)的，不僅如此，4.0TFSI發(fā)動機(jī)的技術(shù)更先進(jìn)，燃燒效率更高，更符合當(dāng)下形勢的需求，估計用不了多久，它便會出現(xiàn)在奧迪R8身上，可能你已經(jīng)想到了奧迪R8與蘭博基尼蓋拉多之間的關(guān)系，但從蘭博基尼的工程師口中，我們得到的說法卻是“無論如何一定會堅守自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)的底線”。事到如今，竟然還敢嘴硬。

全新1.8TFSI發(fā)動機(jī)亮點解析

奧迪還發(fā)布了一臺新的1.8TFSI發(fā)動機(jī)，在它身上你也會發(fā)現(xiàn)一些新的技術(shù)理念，奧迪A5將會率先成為新發(fā)動機(jī)的展示平臺。

先來介紹一下它的基本情況，這臺4缸發(fā)動機(jī)的排量為1798毫升，這與奧迪A4L以及大眾邁騰所搭載的1.8TFSI發(fā)動機(jī)相同。在動力方面，125千瓦的最大功率出現(xiàn)在當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至3800轉(zhuǎn)/分時，而320牛?米的峰值扭矩則可以從1400轉(zhuǎn)/分堅持到3700轉(zhuǎn)/分，如果為其搭配一臺手動變速箱，一輛奧迪A5的0~100千米/時的加速過程可在7.9秒內(nèi)完成，這與廠商公布的現(xiàn)款奧迪A5 2.0TFSI車款的成績不相上下。在動力不輸?shù)耐瑫r，排量的縮減可以使發(fā)動機(jī)在經(jīng)濟(jì)性方面從根本上獲得更寬泛的拓展空間，從產(chǎn)品說明上我們也確實看到了這點。

直噴+歧管噴射的混合噴射模式

最為引人注意的是這臺全新的1.8TFSI發(fā)動機(jī)所使用的燃油噴射系統(tǒng)，噴油壓力在極限的情況下最高可達(dá)到200Bar， 而150Bar的最低燃油噴射壓力也要高于其它品牌所使用的直噴系統(tǒng)。噴油壓力越高則可以將燃油打的越散，以增大每一滴燃油的燃燒面積，提高燃油的利用率，進(jìn)而達(dá)到省油的目的。另外，在噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上它也有著其它品牌不可比擬的優(yōu)勢。

『這張圖可以讓大家更清楚的了解TFSI發(fā)動機(jī)的缸蓋結(jié)構(gòu)，但圖中所展示的是2.8FSI V6發(fā)動機(jī)右側(cè)缸體的缸蓋，對于自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)而言，AVS系統(tǒng)被布置在進(jìn)氣側(cè)與可變長度的進(jìn)氣歧管相互配合，而4缸的渦輪增壓發(fā)動機(jī)則會把該系統(tǒng)布置在排氣側(cè)?！?/P>

工程師對燃油噴射方面進(jìn)行了特別的改進(jìn)，它將直噴技術(shù)與傳統(tǒng)燃油噴射技術(shù)相結(jié)合，在低負(fù)荷工況下，安裝在進(jìn)氣歧管處的噴油嘴在進(jìn)氣行程時會打開噴孔進(jìn)行噴油，這個過程與普通多點電噴發(fā)動機(jī)相同，而在高負(fù)荷情況下，直噴系統(tǒng)會全權(quán)代理氣缸的燃油工作。為什么會是這樣的編排？直噴技術(shù)不是比普通噴射更精準(zhǔn)嗎？怎么反而直噴還要依靠普通噴射來達(dá)到更好的燃燒效果呢？

在低負(fù)荷的工況下，通過直噴系統(tǒng)釋放到氣缸內(nèi)的燃油雖然已經(jīng)達(dá)到了很好的霧化效果，但由于氣缸的進(jìn)氣量不夠充分，以至于在氣缸內(nèi)無法形成最佳的空氣燃油比例，從某種角度來說，混合氣是處于偏濃的狀態(tài)。而在進(jìn)氣階段，通過位于進(jìn)氣歧管處的噴油嘴進(jìn)行少量噴油，這樣，在燃油被輸送至氣缸內(nèi)的途中便可進(jìn)行與空氣的混合，待這部分混合氣進(jìn)入氣缸時，缸內(nèi)直噴系統(tǒng)再根據(jù)發(fā)動機(jī)工況需求進(jìn)行混合氣加濃的工作。而據(jù)我們推斷，采用這樣的設(shè)計還有另一個目的，我們都知道直噴技術(shù)可以使燃油達(dá)到更好的霧化效果，提高燃燒效率，但因此而產(chǎn)生的副作用也很明顯，由于溫度過高，氣缸內(nèi)存留的氮、氧會發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)形成氮氧化物，這對尾氣排放的影響很惡劣，無形中加重了三元催化器的負(fù)擔(dān)，而傳統(tǒng)的缸外噴射則可以最大程度的彌補(bǔ)直噴系統(tǒng)的缺陷。當(dāng)然，類似的混合噴射模式也只是為了追求更為極致的燃燒效果而已。

以上有關(guān)混合噴射的內(nèi)容并非出自官方的產(chǎn)品說明，若日后有機(jī)會求證一定第一時間通報給大家，如果你對這方面比較了解也請不吝賜教，但語氣不要太尖酸呦~

AVS系統(tǒng)和渦輪增壓器

這臺4缸發(fā)動機(jī)是沒有氣缸按需運(yùn)行需求的，所以，被保留下來的AVS系統(tǒng)還是像往常一樣可以通過對兩個不同角度的凸輪的切換來實現(xiàn)氣門在升程上的變化，大角度（60°）的凸輪可以增加氣門開啟的行程，以擴(kuò)大排氣的節(jié)流面積，從而改善渦輪增壓器在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)，待轉(zhuǎn)速過度至較高的范圍，AVS系統(tǒng)會把常規(guī)的凸輪（角度為30°）切換回來，依靠可變正時系統(tǒng)來調(diào)節(jié)呼吸，使得進(jìn)排氣的效率維持在一個較均衡的層面上。當(dāng)然，對于奧迪來說，如果需要實現(xiàn)閉缸技術(shù)，那么在AVS基礎(chǔ)上稍加改動即可，完全不是什么難事。

渦輪增壓器也是全新設(shè)計的，從性能上來看，它可以蓄積更高（1.3Bar）的壓力，以向氣缸壓入更多的空氣，這便可壓榨出更多的動力，再加之電子控制的泄壓閥在增壓數(shù)值上的精準(zhǔn)控制，這就是這臺1.8TFSI在動力表現(xiàn)不輸給比它排量更大一些的2.0TFSI發(fā)動機(jī)的原因了吧。渦輪增壓器的本體還采用了全新的合金材料，這種材料在耐高溫（最高可承受980攝氏度的高溫）方面更為出眾。

電子冷卻系統(tǒng)

這臺1.8TFSI發(fā)動機(jī)還做到一些值得炫耀的事。閃光點出現(xiàn)在發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)，傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)是依靠機(jī)械水泵的旋轉(zhuǎn)來維持冷卻液在發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中的循環(huán)，而為了滿足發(fā)動機(jī)的工況需求，冷卻系統(tǒng)又有大、小循環(huán)之分，石蠟型節(jié)溫器憑借其物理特性可對此進(jìn)行控制，但由于其自身結(jié)構(gòu)單一，所以，在靈活度方面還是有所欠缺。

奧迪的這臺1.8TFSI發(fā)動機(jī)采用了一套全新的電子冷卻系統(tǒng)，它具備兩套控制元件分別對發(fā)動機(jī)本身以及機(jī)油的溫度進(jìn)行控制，其中，負(fù)責(zé)冷卻發(fā)動機(jī)的部分則由一個電控開關(guān)來控制冷卻液的循環(huán)路徑，以使得在發(fā)動機(jī)啟動初期，可以盡快達(dá)到最佳工作溫度。而對機(jī)油的溫度控制則可理解成間接對渦輪增壓器進(jìn)行冷卻，由于采用的是電子水泵，所以即便是在發(fā)動機(jī)熄火后，它也可以維持一段時間的運(yùn)轉(zhuǎn)，已幫助機(jī)油溫度盡快回落。

1.8TFSI技術(shù)亮點總結(jié)

這臺發(fā)動機(jī)會代替2.0TFSI嗎？這個問題聽上去挺有建設(shè)性的，但細(xì)想后又覺得似乎沒有太大的必要，但可以肯定的是，這臺全新1.8TFSI發(fā)動機(jī)所涉及到的理念一定會在奧迪的各發(fā)動機(jī)之間完成相互的滲透。當(dāng)然，也包括排量更小的發(fā)動機(jī)，特別是那套混合噴射系統(tǒng)，雖然，在制造成本上或許會延緩?fù)茝V的進(jìn)程，但在模塊化生產(chǎn)運(yùn)作最為成功的奧迪，這些似乎也僅是時間的問題。

編輯總結(jié)：

文中介紹的這兩臺發(fā)動機(jī)是奧迪新推出的動力總成，從中我們看到了未來傳統(tǒng)動力的發(fā)展趨勢。首先可以肯定的是，將會有越來越多的自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)被排量更小的增壓發(fā)動機(jī)所取代。其次，發(fā)動機(jī)的電子集成度會越來越高，這兩臺發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)均采用了電子水泵進(jìn)行驅(qū)動，傳統(tǒng)的節(jié)溫器也被電子裝置武裝了起來，從而提高了對發(fā)動機(jī)熱量的管理效率。

同時你也會發(fā)現(xiàn)它們都裝配了自動啟停系統(tǒng)，在奧迪的部署規(guī)劃中，自動啟停系統(tǒng)將會成為奧迪動力的標(biāo)準(zhǔn)配置。試想下，如果每輛車都具備這個功能，那一段時間下來，因汽車尾氣給環(huán)境帶來的影響一定會有著相當(dāng)明顯的改善。

這兩臺發(fā)動機(jī)還向我們展示了一些“新”理念，例如4.0TFSI發(fā)動機(jī)的的氣缸按需運(yùn)行系統(tǒng)，它可以在特定的條件下關(guān)閉4個氣缸讓發(fā)動機(jī)“偷個懶”，而全新1.8TFSI則為我們講述了歧管噴射和缸內(nèi)直噴協(xié)同工作的好處。好吧，你們一定會說這不是奧迪的技術(shù)，其它品牌早就使用過了。但現(xiàn)實情況是，那些品牌并沒有將這些技術(shù)成功地推廣，而奧迪或許有這個能力。