二、活塞頂結構:均質燃燒的關鍵
我們看到,1.4TSI發動機的活塞頂結構比較與眾不同,它并不是一個完整的平面,而是有一個凹坑,另一側還有一小段凸起。這樣的結構又有什么特殊之處呢?
首先,我們需要了解一下什么是均質燃燒。所謂均質燃燒即為普通燃燒方式,燃料和空氣混合形成一定濃度的可燃混合氣,整個燃燒室內混合氣的空燃比是相同的,經火花塞點燃燃燒。這種燃燒方式由于混合氣形成時間長,可以使燃料和空氣充分混合,燃燒更均勻,從而獲得較大的輸出功率。均質燃燒的目的是在高速行駛、加速時獲得大功率;分層燃燒是為了在低轉速、低負荷時節省燃油。
1.4TSI發動機活塞頂的特殊結構就是直噴發動機均質燃燒的關鍵所在。為了將混合氣直接導向火花塞,活塞凹坑開口被設計在對向進氣門側,噴油器通過把燃油噴入活塞凹坑中,然后依靠進氣流的慣性將油氣混合送往火花塞。而噴油嘴則被安置在溫度較低的進氣門側,從而避免了噴油器的溫度過高。在1.4TSI發動機的分層燃燒技術中,正是因為有了活塞的凹坑結構,第二次噴油時,才可以在火花塞附近形成較濃的混合氣。由此可見,活塞頂的凹坑是實現分層燃燒的關鍵所在,那么取消了分層燃燒的國內TSI發動機是不是就不需要這個設計了呢?
其實不然,這個活塞凹坑的設計的另一個作用就是形成氣缸內的氣旋渦流,在均質燃燒過程中,氣旋渦流的可以更好地讓氣缸內的燃油和空氣混合,達到更好的燃燒效果。而且在低溫狀態下,如果沒有氣缸頂的凹坑,分層啟動就無法實現。
三、缸體結構
● 薄壁鑄鐵實現輕量化
輕量化和小型化也是1.4TSI發動機的一大優勢,首先,1.4TSI發動機采用了薄壁鑄鐵技術制造缸體,這就在保證發動機強度與性能的前提下,有效地降低了發動機重量,缸套采用鑄造的方式,缸桶壁厚則減至最小來減輕重量和慣性質量,獨特的敞開式水套設計不僅大大減輕了缸體重量,同時讓冷卻系統的工作效率更高。而據悉,TSI發動機的鑄鐵缸體將會在不久之后全面升級為鋁合金材質,更輕的質量將會給新一代的TSI發動機帶來更出色的節油表現。
● 采用開放式水套的雙循環冷卻系統
1.4TSI發動機使用的雙循環冷卻系統采用雙節溫器控制,對于通過缸體和缸蓋的不同溫度的冷卻水產生一個分開的冷卻水導向,分別對缸體和缸蓋進行大小循環控制。冷啟動時只在缸體內開啟小循環,使得缸體快速加熱,高的缸體溫度有利于減小曲柄連桿機構的摩擦,降低驅動磨損,同時缸蓋的大循環并不會受到干涉,因此冷卻性能更好,降低了進氣溫度,同時提高了充氣效率。
● 氣缸壁網紋珩磨技術
1.4TSI發動機的氣缸壁還采用了一種在發動機已經廣泛使用的平臺網紋珩磨技術。所謂平臺網紋珩磨,就是通過珩磨在氣缸壁表面形成細小的溝槽,這些溝槽有規律地排列形成網紋,并由專門的珩磨工藝削掉溝槽的尖峰,形成微小的平臺。平臺網紋珩磨在缸孔表面形成的這種特殊結構有如下優點:
1.微小的平臺增加了接觸面積,削掉尖峰,消除了氣缸壁表面的早期快速磨損,提高了表面的耐磨性。
2.細小的溝痕形成良好的儲油空間,并在氣缸壁表面形成良好的油膜,降低了氣缸壁表面與活塞及活塞環的摩擦,因而可以使用低摩擦力的活塞環。 而且機油儲存在細小的溝痕中能有效減小散失量,進而降低了機油消耗。
3.珩磨后在氣缸壁表面形成了無數微小的平臺,增加了缸壁與活塞及活塞環的接觸面積,加大了缸壁表面的支撐度,減少了缸孔的初期磨損,因此減少了磨合時間,甚至于不用磨合。
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