取消進氣歧管翻板,進氣道也“擾流”
TSI進氣歧管翻板背景解讀:
針對發動機工況的差異,進氣系統的相應變化,對于燃燒室混合氣體的形成有著至關重要的作用。而早期的TSI引擎由于均具有分層燃燒技術,因此,根據發動機工況,為了滿足“分層充氣模式——均質稀混合氣模式——均質混合氣模式”多種不同燃燒室充氣模式,“進氣歧管翻板”的加入則應運而生。
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進氣歧管翻板工作示意圖
在發動機處于低速工況,采用分層充氣模式下,進氣歧管翻板通過“關閉下進氣通道,形成較窄的橫截面積”,增加氣流流速,有效形成強烈的進氣渦流,利于“分層”模式下混合氣的形成與霧化,可提高燃燒效率,進而增大發動機扭矩輸出;而當發動機進入高速工況,采用均質混合氣模式時,進氣歧管翻板通過“開啟下進氣通道,形成較寬的橫截面積”,增大進氣量,使更多的空氣參與燃燒,從而提升發動機的輸出功率。
1.4TSI取消“進氣歧管翻板”,進氣道實現“擾流”
不過,隨著“分層燃燒”技術逐漸在TSI引擎上的淡出,“均質充氣”成為了目前該系列引擎的主流充氣模式,而1.4TSI同樣由于均質燃燒控制的改進,取消了進氣歧管翻板的設計,不過,為了同樣能夠實現油氣的充分混合,保證汽缸內形成很好的渦流,1.4TSI則在進氣道上作出了相應的改進。
1.4TSI進氣道的角度被調整至更接近水平,同時,在進氣道外緣的氣門座上,設計了一個傾斜的凸峰,從而保證進氣吹過氣門頂時,在汽缸內形成特殊的渦流,無論在發動機的任何工況下,都能夠實現燃氣充分混合的作用。而在1.4TSI發動機中,實現“小截面,流速增”、“大截面,流量增”的進氣效果元件,則成為了節流閥體(節氣門)的主要角色,通過“源頭”的進氣效果控制,輔以上述特殊的進氣道“擾流”效果,從而完成1.4TSI充分提升燃燒效率的職責。
取消分層燃燒并不是所謂的減配
在歐洲,最早推出的TSI發動機是擁有分層燃燒和缸內直噴兩項技術的,而引進國內版本的TSI發動機只保留了缸內直噴技術,在正常工況下取消了分層燃燒技術,這也被很多網友質疑為減配。不過在事實上,除了歐洲市場,大眾TSI發動機在全球范圍內都沒有使用分層燃燒技術,那么這一項 “減配”到底原因何在?
什么是分層燃燒?
首先,我們必須先了解一下到底什么是分層燃燒。我們都知道,氣缸內混合氣必須達到一定的空燃比后,才有可能被點燃,而能夠讓缸內混合氣在濃度在低于空燃比時依舊被點燃的技術則被稱為稀薄燃燒。我們文中提及的分層燃燒便是實現稀薄燃燒目的的手段之一,它能夠使發動機在低負荷時的燃燒效率得到大大提高,從而擁有更低的油耗。
分層燃燒的工作原理:
第一次噴射先充分混合;第二次噴射形成混合氣較濃的區域
我們再來了解一下TSI發動機的分層燃燒技術具體工作原理。首先,發動機在吸氣行程活塞到達下止點時,ECU控制噴油嘴先進行一次小量的噴油,使氣缸內形成稀薄混合氣,而在活塞壓縮到上止點時再進行第二次噴油,利用活塞頂的特殊結構讓火花塞附近出現混合氣相對濃度較高的區域,然后利用這部分較濃的混合氣引燃汽缸內的稀薄混合氣,從而實現氣缸內的稀薄燃燒,這就可以用更少的燃油達到同樣的燃燒效果,使得發動機的油耗更低。
為什么要取消正常工況下的分層燃燒?
分層燃燒的確可以更好的提高低負荷工況下的燃燒效率,但是它也有一個較難克服的問題。在分層燃燒的過程中,由于氣缸內混合氣的空燃比很低,使氣缸內的空氣大大超過了維持汽缸內燃油燃燒所需要的量。在氣缸內高溫高壓的環境下,在未參與反應空氣中,氧氣和氮氣就很容易發生化學反應,產生大量的氮氧化物。而為了對付這些氮氧化物,則必須對現行的三元催化器裝置進行全面升級,才能達到尾氣排放的標準。升級尾氣處理系統不僅需要較昂貴的成本,而且使用分層燃燒技術之后對燃油質量要求也更高,會導致消費者使用成本增加。
另外,實際應用中,分層燃燒只是在低轉速、低負荷工況下使用,節油作用有限,相對于升級三元催化和使用高標號燃油所產生的成本,分層燃燒技術所節省的燃油并不劃算。大眾在對制造成本和消費者的使用成本進行一番權衡之后,決定在全球范圍內取消分層燃燒技術,只保留了缸內直噴均質燃燒技術。所以,沒有使用分層燃燒技術的中國市場其實并沒有受到不公平待遇,因為大眾在在全球范圍都已不再使用分層燃燒技術。歐洲市場也只有少部分發動機保留了分層燃燒技術。
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