互联网 追梦流星雨1 汽车构造维修 2007-10-31
说到TFSI技术,最早可追溯到2004年。那年,奥迪公司将2.0T FSI分层直接喷射增压汽油机推向市场,这是该公司第一次在直喷式汽油机上应用废气涡轮增压技术。EA888系列的1.8T FSI分层直接喷射增压汽油机是奥迪公司专为A级车研发的高性能发动机, 无论从技术水平、动力性、燃油经济性以及环保等方面都居世界领先地位。该发动机2007年初才装备到新款奥迪A3上。值得业内人士关注的是,这种最新型的直喷式汽油机是在全新设计的发动机结构基础上应用了升级版的增压燃油分层直接喷射(T-FSI)燃烧过程,能够提供更大的低速扭矩和实现更低的燃油消耗。同时,新一代的发动机管理系统和喷油系统高压部件还能满足未来更严格的排放法规要求。 发动机的主要尺寸和特性数据 表1中列出了1.8T FSI发动机主要尺寸和技术数据,并与速腾、帕萨特上所使用的1.8-5V-T-MPI发动机机进行对比。在图1所示的发动机横剖图中,我们可以看出它比老机型明显紧凑,而且在采用了平衡轴传动机构和高压喷射系统后,发动机质量并没有增加。 发动机性能改进 试验结果显示,在选定的10 MPa喷油压力下静态流量为15 cm3/s时,采用6个喷孔和最短喷孔长度的喷油嘴结构是最理想的。而选择最大喷油压力为15 MPa则使得喷油器能够实现最小和最大喷油量之间大的喷油量跨度,并从而获得对喷油定时进行精细优化的空间。这样就使得发动机低负荷时最小油量的混合气形成更加理想,高负荷时改变喷油参数的可能性也大大增加,特别是全负荷工况的混合气形成得到了明显改善,燃油消耗和排放也大大降低。由于混合气良好的均质化,即使在极限条件下也会避免出现例如提前点火等无法控制的燃烧出现。同时,通过应用双次喷射使混合气均质化获得了更多的优点。由于将燃油量分配到进气行程和压缩行程进行喷射,从而促使燃油与新鲜空气可以更加均匀的混合。但是,应用双次喷射会受到一定条件的制约:负荷太低时受到喷油系统最小喷油量的限制;而当发动机在3000r/min时又受到电控单元输出功率及再充电时间的限制。 在从怠速到3000 r/min的特性曲线场范围内,滚流阀是始终关闭的,以确保形成良好的混合气和稳定的燃烧状态,从而能够在部分负荷时应用较高的残余废气稳定运行,并保持理想的燃烧效率。发动机在高负荷时,由于强烈的充量运动使燃油获得良好的均质化,燃烧速度提高,从而使50%能量转换点出现在较早的相位,Pmi的标准偏差也明显减小。这样,发动机在保持低噪声运行的同时达到了较高的平均有效压力。 从图6上可以清楚地看到,发动机排量修改后在平均有效压力方面的提高是非常明显的。由于在2.0T FSI汽油机上应用了汽油直接喷射,与采用进气道喷射的增压汽油机相比,低转速时的平均有效压力得到了非常明显的改善。新型1.8T FSI汽油机的开发是通过优化缸内充量运动使起步扭矩得到了进一步提高,特别是在动态扭矩建立方面的改善更加显著,这对提高汽车加速性能是非常重要的。 4.动态加速性能 由于1.8T FSI汽油机的稳态和动态扭矩建立较快,从而获得良好的行驶动力性。以装备该发动机的奥迪A3为例(图8),当该车在最高的两个档位时,新欧洲行驶循环(NEFZ)燃油消耗和机动性,并将2.0T FSI汽油机和1.8T-MPI进气道喷射汽油机进行比较。与1.8T-MPI汽油机相比,1.8T FSI汽油机的行驶动力性稍有改善,但是其燃油消耗量却降低了0.8 L/100km,这相当于在舒适性明显提高和驾驶机动性得到改善的同时燃油消耗却降低了9%。 1.8T FSI汽油机是2004年首次推出2.0T FSI汽油机以后大众公司在汽油机战略中的一个里程碑,其再次显示出增压直接喷射汽油机技术未来所具有的潜力。 |
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