1.4T详解网络

在针对大众 1 4TSI 发动机进行了第一部分的 黄金分割 后 点击查看 涡轮增压器 双独立冷却系统及外部进排气管道等 长发 部件的拆解和技术剖析已为大家详细呈现 而在此篇我们将为您揭开这款大众核心动力 短发 部件的 上层 真相 为您 详述 1 4TSI 发动机正时系统及缸盖部分那些不为人知的内部构造及背后的故事 注释 发动机 短发 部分 组成基础发动机的缸体 缸盖 曲轴 连杆 凸轮轴等核心零部件 发动机 长发 部分 装配在基础发动机上最后形成完整引擎的外挂零部件 一 一 1 4TSI 发动机正时系统发动机正时系统 在 1 4TSI 发动机 短发 部分的拆解中 对于发动机 正时系统 相关执行部件的 分体 则是首道必行工序 而此道工序为何具 备 首要执行 因素 正时系统 又为何物 在本章进入正式拆解前 让我们率先走进发动机 正时 的原理世界 何为发动机何为发动机 正时系统正时系统 正时系统 是发动机配气机构的重要组成部分 是保障发动机呼吸顺畅的重要因素之一 其主要通过控制气门开闭的时刻 准确的实现定时开启和关闭相应的进 排气门 使新鲜充量的空气得以及时进入气缸 废气得以及时从气缸排出 保证发动机 具有正常 良好的动力输出表现 正时系统执行元件示意 而就目前大多数发动机的正时系统工作过程而言 其主要由曲轴通过链条或者皮带带动凸轮轴运转 通过凸轮工作面的旋转 顶压气门挺杆 进而推动气门向气缸内运动 从而实现气门被打开 在凸轮工作面旋转之后 气门会在气门弹簧的作用下回位 从而气门被关闭 而正是由于正时系统执行部件的运转 与上述发动机 短发 部分自上而下的诸多核心部件都有所关联 因此 在针对核心部件进行拆解前 卸除正时罩壳 正时皮带 链条等 关联 件 则成为首当其冲的必备工序 一 一 1 4TSI 发动机正时罩壳 多元集成者发动机正时罩壳 多元集成者 正时罩壳的主要功用 除却承担对于发动机侧部正时系统传动件的保护和密封作用外 集成发动机功能能部件也是其职责所 在 1 4TSI 的发动机正时罩壳 则将机油滤清器 油气分离器 加油注口集于一身 你所不知道的你所不知道的 1 4TSI 正时罩壳装配一气呵成 正时罩壳装配一气呵成 正时罩壳与发动机短发部分的连接主要通过其上的 21 个螺栓来实现 虽然在实际的手动拆解和安装过程中 需要严格按照 螺栓结构分类先后及位置排序来执行 并在装配过程中具有 预紧 按照不同螺栓力矩要求上紧 复紧 的多重步骤进行装 配 但是 在实际依托生产线的制造过程中 上述负责的多重步骤及装配效果 则仅需一台机器便可瞬间 一气呵成 一汽 大众发动机生产线上 正时罩壳的安装 一气呵成 已于正时罩壳各部位填放好相应规格螺栓的发动机 被准确的定位在工作台上 拥有完整 21 个螺栓上紧装置的操纵机器 在 工序 指令下达后 准确移动至发动机前 并同时针对 21 个螺栓实施不同力矩要求的上紧工作 而此举不仅实现了装配的 简易 更能够有效消除人工操作较易具有的不当应力 保证发动机的良好装配质量 二 二 1 4TSI 发动机正时系统采用链条和链轮传动 传递可靠 降噪的保证发动机正时系统采用链条和链轮传动 传递可靠 降噪的保证 卸除发动机正时罩壳后 1 4TSI 引擎正时系统的执行硬件则完整的展现在我们眼前 双凸轮轴顶置 通过齿形链条和链轮与 曲轴连接实现驱动 均延续了大众主流直列四缸引擎的结构方式 而正时链条具有的结构紧凑 传递功率高 可靠性与耐磨性 高 终身免维护等显著优点 同样在 1 4TSI 机身上得以传承 具有柱塞泵设计原理的正时链条张紧机构 机油泵同样采用链条 链轮驱动 而就如图所示的发动机正时侧结构来看 1 4TSI 的曲轴除却具有驱动凸轮轴的功用外 通过链条 链轮连接 驱动机油泵的运 转 同样是其功用之一 网友关心热点 正时链条传动和皮带传动哪一种噪音更低 网友关心热点 正时链条传动和皮带传动哪一种噪音更低 上述正文中我们提及 正时链条具有结构紧凑 传递功率高 可靠性与耐磨性高 终身免维护等显著优点 而结合传统的正 时皮带对比而言 其二者在噪音水平上的表现究竟孰优孰劣 则是网友较为关心的话题 而针对这一疑问 在此次拆解过程中 一汽 大众的专家及工程师们也给出了我们肯定的答案 1 4TSI 采用了齿形静音链条 在噪音水平上要优于正时皮带 但是 是 否所有的正时链条的噪音水平都要优于正时皮带呢 结果并不尽然 因为正时链条类型的差异直接决定着结果的不同 1 4TSI 采用了齿形静音链条 目前 常见的正时链条主要分为套筒滚子链条和齿形链条两种类型 其中 滚子链条受到其先天结构的影响 转动噪音相对 正时皮带会更为明显 传动阻力和惯性也会相应较大 而 1 4TSI 采用的则为后者 也就是我们通常俗称的 静音链条 由于其 采用了齿形结构设计 传动时入齿更柔和 冲击更小 运转也更加平稳 加之其并没有会产生噪音的链条滚子结构 因此 在 噪音水平表现上要更优于传统正时皮带 三 三 1 4TSI 发动机凸轮轴 可变气门正时的核心执行者发动机凸轮轴 可变气门正时的核心执行者 1 4TSI 采用了双顶置凸轮轴结构 1 可变气门正时可变气门正时 的执行者的执行者 凸轮轴是发动机配气机构的主要部件 其主要承载着控制气门开启和关闭的功用 而 1 4TSI 发动机具有的双顶置凸轮轴的功 用同样如此 图示中 下侧为 1 4TSI 引擎的进气凸轮轴 上侧为排气凸轮轴 进气凸轮轴利用四方凸轮设计驱动高压燃油泵 此外 凸轮轴同样肩负的驱动燃油泵的任务 也在该款引擎上得以体现 位于 1 4TSI 引擎进气凸轮轴上 鲜明的四方凸轮结 构设计 便是用作驱动高压燃油泵之用 注 高压燃油泵工作原理将在后续 1 4TSI 发动机拆解之活塞缸体篇 针对 1 4TSI 供油系统的讲解中为您做详细解读 你所不知道的你所不知道的 1 4TSI 大众大众 也有可变气门正时技术也有可变气门正时技术 丰田的 VVT i 本田的 i VTEC 通用的 DVVT 无论是何种英文简写 上述代号中均包含了一项共通的技术 这便是 可变 气门正时 而该项技术借由丰田车型上的早期宣传及发扬光大 其也成为目前国内车型宣传必备亮点 以及国人对于车辆是 否具有燃油经济性的重要考量指标 但是 对于具有 技术品质领先 口碑的大众而言 我们却很少能够在其产品宣传及介绍中 发现针对此项技术所做的专项说明 而带着诸多网友心中 大众究竟是否拥有可变气门正时技术 的谜团 我们在本次拆解中也 为您找到了答案 技术知识辅读 何为技术知识辅读 何为 可变气门正时可变气门正时 其有何功用 其有何功用 点击查看 点击查看 呼吸之道呼吸之道 解析可变气门正时解析可变气门正时 升程技术升程技术 1 4TSI 发动机具有发动机具有 进气系统进气系统 可变气门正时技术 可变气门正时技术 大众的 TSI 系列发动机都应用了 VVT 可变气门正时技术 一汽 大众工程师在就正时系统进行讲解之前给出了我们上述肯 定的答案 而本次拆解的 EA111 系列 1 4TSI 发动机 同样也不例外 不过有别于 DVVT 进排气系统气门正时双可变 其仅在 进气系统上采用了该项技术 1 4TSI VVT 系统系统 的核心元件 的核心元件 1 4TSI 可变气门正时系统主要由 ECU 电子控制单元 叶片槽式调节器 凸轮轴调整电磁阀以及传感器等部分组成 凸轮轴调整电磁阀 凸轮轴调整电磁阀的主要功用为调节内容机油通道的压力值 凸轮轴位置传感器 凸轮轴位置传感器负责传输凸轮轴相位信号 叶片槽式调节器 可变正时系统的核心元件 叶片槽式调节器 位于左侧进气凸轮轴外端 叶片槽式调节器内部机械结构 叶片槽式调节器工作原理示意图 1 4TSI 具有的 VVT 叶片槽式调节器由外壳体 内部叶片转子以及位于叶片转子内部的锁销组成 其中 外壳体与外部的正 时齿轮固定 实现曲轴通过链条传动驱动进气凸轮轴的功用 而位于壳体内部的叶片则直接与进气门凸轮轴固定 并与之一同 旋转 通过带动凸轮轴与壳体产生相对的转动位移 来实现凸轮轴的进气相位改变 而锁销的主要功用 则用于外壳与叶片的 连接 实现进气相位的固定 防止凸轮轴复位 1 4TSI VVT 系统系统 如何实现如何实现 可变可变 1 4TSI 的气门正时可变则由上述核心元件来共同协调执行 其中 ECU 储存了最佳气门正时参数值 在发动机运转过程中 ECU 通过收集凸轮轴位置传感器 节气门位置传感器 曲轴位置传感器等相关元件反馈的信息 并与存储的最佳参数值进行对 比 在计算出修正参数后 发出指令到凸轮轴调整电磁阀 通过双油道机油压力差值驱动叶片 带动凸轮轴旋转改变进气相位 是 1 4TSI 正时可变核心所在 电磁阀则根据 ECU 的指令 通过改变机油液压实现对于内部机油槽阀位置的控制 把提前 滞后 保持不变等压力信号指 令 转化为输送至叶片槽式调节器中不同油道上的机油压力 通过双油道机油压力差值驱动调节器中的叶片 带动凸轮轴旋转 改变进气相位实现气门正时的 提前 或者 滞后 从而实现气门正时的连续可变 而 1 4TSI 的正时相位调节范围可达 20 凸轮 轴角或 40 曲轴角 为大众该款核心动力在减少排放和燃油消耗 以及改善动力性能表现上提供了积极的 可变 保障 2 发动机轻量化的贡献者 发动机轻量化的贡献者 1 4TSI 引擎采用了一体式凸轮轴室的设计 结构紧凑 安装简便 是轻量化设计的重要一环 而除却在工作原理上具有的显著功用外 在 1 4TSI 引擎的轻量化设计中 凸轮轴及凸轮轴室的贡献同样突出 前文提及的凸 轮轴四方台的设计结构 使得 1 4TSI 的凸轮轴升程更小 从而减小了凸轮轴和凸轮轴室的直径 加之在凸轮轴室的设计上 相 较此前凸轮轴盖与凸轮轴的上下分体式结构 这款 EA111 系列引擎采用了结构更为紧凑 安装更为简便的一体式凸轮轴室的设 计 仅凭结构上的改进便为该款引擎减轻了大约 450 克的重量 是 1 4TSI 引擎在轻量化设计中的重要一环 你所不知道的你所不知道的 1 4TSI 装配式凸轮轴制造工艺 装配式凸轮轴制造工艺 不同于 EA113 机型的凸轮轴采用了整体式铸造方式以及铸铁材质 1 4TSI 引擎无论在凸轮轴的制造工艺以及材料选用上 都 具有了显著的改进 1 4TSI 采用了装配式凸轮轴 特点鲜明的装配式制造工艺 将 1 4TSI 凸轮轴的凸轮与主轴颈实现了分离加工 其中 加工完成的凸轮内壁具有攻丝后的螺 纹 而钢管外壁则具有花键预装 装配时 采用 外凸轮加热 内主轴颈冷却 的热套法完成 恢复常温后 依靠匹配的螺纹和 花键实现紧固 而工艺方法不仅可以消除装配的过盈应力 同时能够在短暂时间内完成联接 并在轴向尺寸和角度位置方面保 持很高的精度 空心轴 设计大幅度减轻了凸轮轴的重量 而正是得益于装配式凸轮轴更为简易的制造工艺 在凸轮轴的材质上 1 4TSI 也实现了质量更轻的 钢材 选用 而针对 1 4TSI 采用了强度更高的钢制凸轮轴 大众还做出了 空心轴 的相应改进 大幅度减轻了凸轮轴的重量 减小了其运动惯性 为提升进排气效率奠定了良好的基础 二 二 1 4TSI 发动机缸盖 进排气系统的终端优化发动机缸盖 进排气系统的终端优化 1 4TSI 引擎采用了全铝缸盖设计 位于凸轮轴室下方 并与其通过密封胶紧密相连的 则为 1 4TSI 引擎采用了全铝材质的缸盖部分 而用以密封气缸上部 并 与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室 则是其的主要功用 此外 1 4TSI 引擎的进 排气通道 进 排气门 以及火花塞的安 装座孔也均在缸盖结构上设定完毕 你所不知道的你所不知道的 1 4TSI 特殊的进排气门驱动装置 特殊的进排气门驱动装置 滚子摇臂滚子摇臂 1 4TSI 引擎配气机构中的滚子摇臂 相信熟悉捷达的朋友 对于其 1 6 RSH 发动机一定不会陌生 其中 RSH 实为德语 Rollen Schlepphebel 的缩写 代表的含义 正是 滚子摇臂 技术 而这项隶属于气门总成 并用于实现凸轮轴间接驱动进排气门的装置 则同样应用于我们此次拆解的 1 4TSI 引擎之上 而除却大众以外 该项技术也被其他汽车厂商广泛运用 凭借的便是其颇为先进的技术特点 1 4TSI 发动机气门总成结构图 滚子摇臂由一个具有杠杆作用的钢板型材和一个带有滚珠轴承的凸轮滚柱组成 其一端被固定在液压挺柱之上 一端则定位 于气门之上 当凸轮轴通过 滚子 对摇臂施加作用力后 由摇臂完成对进 排气门的驱动 而由于凸轮轴不再直接顶压气门杆顶端 加之其采用的液压技术 既可消除凸轮与摇臂之间的间隙 又能通过飞溅油液对凸 轮与摇臂接触的部位加以润滑 因此一定程度上减少了配气机构的摩擦损失 并使发动机噪声降低 同时减小了运动惯量 使 驱动凸轮轴消耗的发动机功率减少 运行更加平稳 经济 你所不知道的你所不知道的 1 4TSI 取消进气歧管翻板 进气道也取消进气歧管翻板 进气道也 扰流扰流 TSI 进气歧管翻板背景解读 进气歧管翻板背景解读 针对发动机工况的差异 进气系统的相应变化 对于燃烧室混合气体的形成有着至关重要的作用 而早期的 TSI 引擎由于均 具有分层燃烧技术 因此 根据发动机工况 为了满足 分层充气模式 均质稀混合气模式 均质混合气模式 多种不同燃 烧室充气模式 进气歧管翻板 的加入则应运而生 辅助阅读 什么是 分层燃烧 进气歧管翻板工作示意图 在发动机处于低速工况 采用分层充气模式下 进气歧管翻板通过 关闭下进气通道 形成较窄的横截面积 增加气流流速 有效形成强烈的进气涡流 利于 分层 模式下混合气的形成与雾化 可提高燃烧效率 进而增大发动机扭矩输出 而当发动机 进入高速工况 采用均质混合气模式时 进气歧管翻板通过 开启下进气通道 形成较宽的横截面积 增大进气量 使更多的 空气参与燃烧 从而提升发动机的输出功率 1 4TSI 取消取消 进气歧管翻板进气歧管翻板 进气道实现 进气道实现 扰流扰流 不过 随着 分层燃烧 技术逐渐在 TSI 引擎上的淡出 均质充气 成为了目前该系列引擎的主流充气模式 而 1 4TSI 同样由 于均质燃烧控制的改进 取消了进气歧管翻板的设计 不过 为了同样能够实现油气的充分混合 保证汽缸内形成很好的涡流 1 4TSI 则在进气道上作出了相应的改进 1 4TSI 进气道的角度被调整至更接近水平 同时 在进气道外缘的气门座上 设计了一个倾斜的凸峰 从而保证进气吹过气 门顶时 在汽缸内形成特殊的涡流 无论在发动机的任何工况下 都能够实现燃气充分混合的作用 而在 1 4TSI 发动机中 实 现 小截面 流速增 大截面 流量增 的进气效果元件 则成为了节流阀体 节气门 的主要角色 通过 源头 的进气效果 控制 辅以上述特殊的进气道 扰流 效果 从而完成 1 4TSI 充分提升燃烧效率的职责 总结 总结 如果说第一篇针对涡轮增压及双冷却系统展开的 黄金分割 让我们深入而透彻的了解了 1 4TSI 引擎优势彰显的核心技术 那么 本篇针对其正时系统及缸盖部分所进行的 真相挖掘 则让我们认识到 在 1 4TSI 看似平凡的两大系统背后 同样有着 深厚的技术底蕴以及孜孜进取的品质追求 而在最后一部分的 缸体 探索中 我们又将找到 1 4TSI 哪些不为人知的背后故事 请您点击拆解最终回 流言终结 大众 1 4TSI 拆解之缸体活塞篇 特别鸣谢 一汽特别鸣谢 一汽 大众技术指导大众技术指导 陈斌 1 4TSI 拆解现场执行及技术指导 一汽 大众汽车有限公司发动机传动器厂现场工程师 洪治平 高级工程师 一汽 大众销售有限责任公司技术公关经理 前面我们已经对 1 4TSI 发动机的涡轮增压器 进排气和缸盖部分进行了拆解 下面我们将为大家介绍 1 4TSI 的缸体和活塞部 分 和涡轮增压技术一样 缸内直喷技术是 1 4TSI 发动机另外一个关键点 因为与直喷技术最相关就是发动机的供油系统 缸 体和活塞结构了 那么 最后就让我们来了解下 1 4TSI 发动机最内部最核心的缸体及活塞结构 首先 我们先来了解一下缸内直喷到底有何优势 1 4TSI 发动机和普通的涡轮增压发动机最大的不同就是其采用了缸内直喷 技术 目前市面上一般的电喷发动机都是将喷油嘴安置在进气歧管内 气门之前的位置 因此油气混合的过程是在进气歧管内 进行的 在气门打开吸入油气的短暂时间里 进气歧管内的混合气的空然比难以得到十分精确的控制 因此也影响到了最终的 燃烧效果 而缸内直喷技术顾名思义就是将喷油嘴直接置于汽缸之内 燃油的喷射和油气的混合均在气缸内进行 使燃油喷射 时间和油量与油气混合的控制更为精准 这样 汽缸内的混合气浓度可以得到精确控制 而高压燃油和在缸内湍流的作用下也 能够得到更充分的混合 因此 燃烧效率大大提高 同时可以进一步减少尾气中的有害物质 一 高压共轨供油系统 按需供给 合理分配一 高压共轨供油系统 按需供给 合理分配 1 4TSI 的高压供油系统可以分为发动机控制模块 ECM 高压油轨 高压油泵和喷油嘴四部分 缸内直喷首先需要解决的 是如何将燃油直接喷入压力很高的气缸内 并且喷油系统还需要对喷射的燃油进行精确的控制 这样才能保证缸内直喷的燃烧 效率 首先 将燃油直接注入高压的气缸内 就气缸内就必需具备足够的喷射压力 另一方面 要想精确控制每一滴燃油 喷油孔 就必须设计得很细小 细小的喷口对于制造精度要求更高 因此要从技术上实现缸内直喷 对高压供油系统设计水平和制造工 艺都提出了更高的要求 所以 直喷发动机的燃油供给系统成本和技术含量相比传统发动机有了明显的提高 它也是直喷发动 机中最核心最关键的部分 高压油泵高压油泵 通过四方凸轮驱动的高压油泵 高压燃油泵是燃油加压的关键环节 1 4TSI 同时配备高压燃油系统和低压燃油系统 低压为 4bar 在低压油泵将燃油送到高 压油泵之后 高压油泵可以将汽油加压到 100bar 的压力 这是普通汽油泵压力的数十倍 并将其送入油轨 TSI 的高压燃油 泵是一个结构简单的单柱塞泵 用螺栓倾斜的安装在凸轮轴盖上 靠进气凸轮轴上的四方凸轮来驱动 高压油泵里集成了燃油 压力限制阀 为系统提供过压保护 高压油泵按照控制单元中的脉冲 只泵入喷射所需燃油量进入燃油分配管 以此减少了高 压燃油泵的驱动功率 有助于节省燃油 进气凸轮轴利用四方凸轮设计驱动高压燃油泵 由于高压油泵内可能残留有较高的油压 因此拆卸时必须严格遵守操作规程 高压油泵的另一个特点是 供油系统可以在很短的时间 0 5S 内建立起 60bar 的压力 因此就可以实现在低温条件下的高 压分层启动 此外 由于高压油泵在工作之后 内部仍会有较大的压力 因此在拆装过程中都要倍加小心 注释 高压分层启动 在低温条件下 1 4TSI发动机的ECU会调整喷油模式 在点火前提前喷油 利用分层燃烧技术启动发动机 高压分层启动技术不仅能提高低温天气下冷启动的成功率 还有利于降低油耗和排放 控制模块控制模块 控制模块等于是发动机的大脑 它通过采集发动机数据 按照预定程序控制喷油时机和喷油量 从而实现最高燃烧效率 而 大众 1 4TSI 发动机的控制模块则是来自于博世 型号为 Motronic MED 17 5 20 为适应国内的油品 这套程序经过了针对性的 升级 控制模块拥有一个庞大的数据库 可以通过传感器识别出车辆使用的燃油标号 环境温度和大气含氧量 从而根据这些 数据合理调整喷油程序 使发动机达到最佳的工作效果 喷油嘴喷油嘴 1 4TSI 发动机的喷油嘴被安装在燃烧室的上方 将燃料直接喷入燃烧室 喷嘴工作控制精度为 0 01 毫秒 喷油压力最高达 100 bar 而进气歧管喷射方式的喷射压力一般只有 3bar 六孔燃油喷嘴进过优化之后具有更合理的三维喷雾分布 有效改善喷 油效果 提高燃烧 你所不知道的你所不知道的 1 4TSI 取消分层燃烧并不是所谓的减配 取消分层燃烧并不是所谓的减配 在欧洲 最早推出的 TSI 发动机是拥有分层燃烧和缸内直喷两项技术的 而引进国内版本的 TSI 发动机只保留了缸内直喷技 术 在正常工况下取消了分层燃烧技术 这也被很多网友质疑为减配 不过在事实上 除了欧洲市场 大众 TSI 发动机在全球范 围内都没有使用分层燃烧技术 那么这一项 减配 到底原因何在 什么是分层燃烧 什么是分层燃烧 首先 我们必须先了解一下到底什么是分层燃烧 我们都知道 气缸内混合气必须达到一定的空燃比后 才有可能被点燃 而能够让缸内混合气在浓度在低于空燃比时依旧被点燃的技术则被称为稀薄燃烧 我们文中提及的分层燃烧便是实现稀薄燃烧 目的的手段之一 它能够使发动机在低负荷时的燃烧效率得到大大提高 从而拥有更低的油耗 分层燃烧的工作原理 分层燃烧的工作原理 第一次喷射先充分混合 第二次喷射形成混合气较浓的区域 我们再来了解一下 TSI 发动机的分层燃烧技术具体工作原理 首先 发动机在吸气行程活塞到达下止点时 ECU 控制喷油 嘴先进行一次小量的喷油 使气缸内形成稀薄混合气 而在活塞压缩到上止点时再进行第二次喷油 利用活塞顶的特殊结构让 火花塞附近出现混合气相对浓度较高的区域 然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气 从而实现气缸内的稀薄 燃烧 这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果 使得发动机的油耗更低 为什么要取消正常工况下的分层燃烧 为什么要取消正常工况下的分层燃烧 分层燃烧的确可以更好的提高低负荷工况下的燃烧效率 但是它也有一个较难克服的问题 在分层燃烧的过程中 由于气缸 内混合气的空燃比很低 使气缸内的空气大大超过了维持汽缸内燃油燃烧所需要的量 在气缸内高温高压的环境下 在未参与 反应空气中 氧气和氮气就很容易发生化学反应 产生大量的氮氧化物 而为了对付这些氮氧化物 则必须对现行的三元催化 器装置进行全面升级 才能达到尾气排放的标准 升级尾气处理系统不仅需要较昂贵的成本 而且使用分层燃烧技术之后对燃 油质量要求也更高 会导致消费者使用成本增加 另外 实际应用中 分层燃烧只是在低转速 低负荷工况下使用 节油作用有限 相对于升级三元催化和使用高标号燃油所 产生的成本 分层燃烧技术所节省的燃油并不划算 大众在对制造成本和消费者的使用成本进行一番权衡之后 决定在全球范 围内取消分层燃烧技术 只保留了缸内直喷均质燃烧技术 所以 没有使用分层燃烧技术的中国市场其实并没有受到不公平待 遇 因为大众在在全球范围都已不再使用分层燃烧技术 欧洲市场也只有少部分发动机保留了分层燃烧技术 取消正常工况下的分层燃烧技术并不等于减配取消正常工况下的分层燃烧技术并不等于减配 在使用成本和生产成本综合考虑之后 大众最终决定在全球范围内取消分层燃烧技术 虽然国内的 TSI 发动机正常工况下取消了分层燃烧技术 但是对于发动机本身的结构来说 取消了分层燃烧只是在喷油程序 做了一些调整 别的地方并没有发生变化 而且 所谓的取消了分层燃烧是指在绝大部分情况下 发动机只使用均质燃烧 但 不表示它不能进行分层燃烧 比如在东北地区 天气气温降到零下 30 度以下时 点火启动就会变得比较困难 此时 TSI 发动 机通过调整喷油程序 使用分层燃烧 高压分层启动 从而保证点火的一次成功 二 活塞顶结构 均质燃烧的关键二 活塞顶结构 均质燃烧的关键 我们看到 1 4TSI 发动机的活塞顶结构比较与众不同 它并不是一个完整的平面 而是有一个凹坑 另一侧还有一小段凸起 这样的结构又有什么特殊之处呢 首先 我们需要了解一下什么是均质燃烧 所谓均质燃烧即为普通燃烧方式 燃料和空气混合形成一定浓度的可燃混合气 整个燃烧室内混合气的空燃比是相同的 经火花塞点燃燃烧 这种燃烧方式由于混合气形成时间长 可以使燃料和空气充分混 合 燃烧更均匀 从而获得较大的输出功率 均质燃烧的目的是在高速行驶 加速时获得大功率 分层燃烧是为了在低转速 低负荷时节省燃油 1 4TSI 发动机活塞顶的特殊结构就是直喷发动机均质燃烧的关键所在 为了将混合气直接导向火花塞 活塞凹坑开口被设计 在对向进气门侧 喷油器通过把燃油喷入活塞凹坑中 然后依靠进气流的惯性将油气混合送往火花塞 而喷油嘴则被安置在温 度较低的进气门侧 从而避免了喷油器的温度过高 在 1 4TSI 发动机的分层燃烧技术中 正是因为有了活塞的凹坑结构 第二 次喷油时 才可以在火花塞附近形成较浓的混合气 由此可见 活塞顶的凹坑是实现分层燃烧的关键所在 那么取消了分层燃 烧的国内 TSI 发动机是不是就不需要这个设计了呢 活塞顶的凹坑更利于空气在气缸内形成涡流 其实不然 这个活塞凹坑的设计的另一个作用就是形成气缸内的气旋涡流 在均质燃烧过程中 气旋涡流的可以更好地让气 缸内的燃油和空气混合 达到更好的燃烧效果 而且在低温状态下 如果没有气缸顶的凹坑 分层启动就无法实现 三 缸体结构三 缸体结构 薄壁铸铁实现轻量化薄壁铸铁实现轻量化 薄壁铸铁技术制造的缸体 轻量化和小型化也是 1 4TSI 发动机的一大优势 首先 1 4TSI 发动机采用了薄壁铸铁技术制造缸体 这就在保证发动机强 度与性能的前提下 有效地降低了发动机重量 缸套采用铸造的方式 缸桶壁厚则减至最小来减轻重量和惯性质量 独特的敞 开式水套设计不仅大大减轻了缸体重量 同时让冷却系统的工作效率更高 而据悉 TSI 发动机的铸铁缸体将会在不久之后全 面升级为铝合金材质 更轻的质量将会给新一代的 TSI 发动机带来更出色的节油表现 采用开放式水套的双循环冷却系统采用开放式水套的双循环冷却系统 1 4TSI 发动机使用的双循环冷却系统采用双节温器控制 对于通过缸体和缸盖的不同温度的冷却水产生一个分开的冷却水导 向 分别对缸体和缸盖进行大小循环控制 冷启动时只在缸体内开启小循环 使得缸体快速加热 高的缸体温度有利于减小曲 柄连杆机构的摩擦 降低驱动磨损 同时缸盖的大循环并不会受到干涉 因此冷却性能更好 降低了进气温度 同时提高了充 气效率 气缸壁网纹珩磨技术气缸壁网纹珩磨技术 气缸壁使用了网纹珩磨技术 1 4TSI 发动机的气缸壁还采用了一种在发动机已经广泛使用的平台网纹珩磨技术 所谓平台网纹珩磨 就是通过珩磨在气缸 壁表面形成细小的沟槽 这些沟槽有规律地排列形成网纹 并由专门的珩磨工艺削掉沟槽的尖峰 形成微小的平台 平台网纹 珩磨在缸孔表面形成的这种特殊结构有如下优点 1 微小的平台增加了接触面积 削掉尖峰 消除了气缸壁表面的早期快速磨损 提高了表面的耐磨性 2 细小的沟痕形成良好的储油空间 并在气缸壁表面形成良好的油膜 降低了气缸壁表面与活塞及活塞环的摩擦 因而可以使 用低摩擦力的活塞环 而且机油储存在细小的沟痕中能有效减小散失量 进而降低了机油消耗 3 珩磨后在气缸壁表面形成了无数微小的平台 增加了缸壁与活塞及活塞环的接触面积 加大了缸壁表面的支撑度 减少了 缸孔的初期磨损 因此减少了磨合时间 甚至于不用磨合 网友提问 烧机油源于网纹珩磨 此前网上曾有一个流传比较广的一种说法 大众 TSI 发动机的气缸壁网纹珩磨的加工工艺会造成机油的过度消耗 但从平台 网纹珩磨技术的特点来看 它虽然有利于在气缸壁形成油膜 但并不是造成机油消耗过多的原因 机油储存在细小的沟痕中反 而可以有效的减小缸内机油的散失量 此外 这种平台网纹珩磨技术并不是 TSI 发动机的特有技术 它在发动机领域已经得到 了很广泛的应用 很多同样使用了网纹珩磨技术的发动机并不存烧机油的问题 因此用它来解释 TSI 发动机烧机油并不严谨 网友提问 1 4TSI 发动机是否 烧机油 针对网友们的这个问题 一汽大众方面也给出了官方的说法 1 4TSI 发动机不存在烧机油的情况 对于大众旗下所有车型 来说 都是会有一定量的机油消耗的 这是发动机设计的需要 也是完全正常的 首先 我们必须区分清楚烧机油和机油正常消耗的关系 从发动机设计的角度看 机油有一定的消耗量并不是弊病 而且是 设计需要 活塞在上下往复运动时会将极少量的机油带到活塞顶端和气缸壁上 这些机油在起到了润滑作用之后 也会在燃烧室 里随着汽油一起燃烧掉 一定量的机油消耗 可以使活塞和缸壁之间获得更好的润滑 从而更好的保护缸体和活塞 延长发动 机的寿命 从这个角度上看 这也是大众发动机一贯皮实耐用的原因之一 那么 1 4TSI 发动机机油正常的机油消耗量是多少呢 官方的说法是 在原则上发动机 10000km 保养周期内不出现机油液面过 低的情况 机油报警灯亮起 便不应该被视为烧机油 而当机油消耗量的超过这个范围时 就是存在机油异常消耗的问题了 这种情况下 车主就需要检查自己的爱车查找原因了 从我们此前对高尔夫论坛车主调查的情况看 1 4TSI 发动机也确实没有出现异常烧机油的情况 只有少部分车主反应 1 4TSI 机油的消耗量略高 但也都在正常范围内 这说明了 1 4TSI 发动机并不存在烧机油的现象 对于搭配 1 4TSI 发动机的车型 车友们可以放心选购 总结 总结 在 TSI 发动机的拆解结束之后 不仅让我们对涡轮增压和缸内直喷等发动机技术有了一个更深刻的认识 而且此前很多关于 TSI 发动机的流言都不攻自破 1 4TSI 发动机在各个层面上确实达到了目前家用车发动机的标杆水平 在下一代 TSI 发动机换 装铝合金缸体之后 这种优势还将继续延续下去 我们也会在不久的将来 还会对大众 EA888 1 8TSI 和 2 0TSI 系列发动机 以及 DSG 双离合变速箱的全程拆解 尽请期待 特别鸣谢 一汽特别鸣谢 一汽 大众技术指导大众技术指导 陈斌 1 4TSI 拆解现场执行及技术指导 一汽 大众汽车有限公司发动机传动器厂现场工程师 洪治平 高级工程师 一汽 大众销售有限责任公司技术公关经理 前两回 1 4TSI 拆解文章请点击查看 真相挖掘 大众 1 4TSI 拆解之正时缸盖篇 黄金分割 大众 1 4TSI 拆解之冷却 增压篇 通过对一汽 大众 1 4TSI 发动机的深入拆解 我们已经对其内部的独特结构有所了解 那么在使用过程中 这些结构究竟能够 为我们带来哪些便利 我们又应当怎样操作才能将其最大功效发挥出来呢 下面我们就来具体了解一下应当如何正确使用这台 小而精悍 1 4TSI 发动机吧 网友疑问 用网友疑问 用 1 4TSI 发动机的车型 可以在长时间高速驾驶后立即熄火吗 发动机的车型 可以在长时间高速驾驶后立即熄火吗 答案 可以 答案 可以 1 4TSI 涡轮部分冷却液回路 通常我们长时间驾驶涡轮增压车型在 停车后都会怠速一段时间再熄火 这是为了让发动机涡轮处的机油再循环一会儿 等 涡轮转速和温度都缓慢下降后再关闭发动机 因为连接涡轮和叶轮的转子是浸在机油中进行高速旋转工作的 需要循环的机油 对其进行润滑并带走大部分热量 涡轮工作时的每分钟转速高达十几万转 如果此时立即熄火而切断了机油的循环 涡轮仍有 可能因瞬时积累的高温和润滑不良而降低其寿命 冷却系统示意图 彩色为独立的进气和涡轮循环冷却系统 灰色为发动机内的循环冷却系统 蓝色为低温冷却液 红色为高温冷却液 而我们曾在前面介绍过 一汽大众的 1 4TSI 发动机采用了独立涡轮增压冷却液回路 在发动机熄火后 仍可对涡轮进行冷却 据一汽大众官方的说法 使用这台 1 4TSI 发动机的车型 车主可在任何驾驶情况下熄火 而不必担心因涡轮高温而产生的故障 隐患 由电机带动的冷却液循环泵 虽然一汽大众 1 4TSI 采用的独立冷却液循环并不是其专有的技术 但也并不是所有品牌的涡轮增压车型都采用了这一套系统 因此我们仍建议使用涡轮增压动力车型的车主 如果您的爱车没有采用这套系统 仍需在极端的驾驶后再怠速一小段时间 让 涡轮能够得到更加好的散热和润滑效果 网友疑问 涡轮增压发动机都有涡轮迟滞 需要将发动机网友疑问 涡轮增压发动机都有涡轮迟滞 需要将发动机 轰轰 到高转速才能将涡轮效果发挥出来 到高转速才能将涡轮效果发挥出来 1 4TSI 也是这样吗 也是这样吗 答案 不是的 这款答案 不是的 这款 1 4TSI 发动机在低转速区间即可输出大扭矩 发动机在低转速区间即可输出大扭矩 涡轮增压器结构示意图 不是的 的确 大多数的涡轮增压发动机因为增压值设计较大 采用了大尺寸的涡轮叶片以及叶轮叶片 在引擎低转速时不 能较好的发挥出增压效果 而是需要提高转速才能获得 推背感 废气一端的涡轮 左 和进气一端的叶轮 右 在 1750 3500rpm 的灰色区间内 大众1 4T 发动机都可以输出恒定的 220Nm 峰值扭矩 一汽 大众 1 4TSI 发动机为了更加适应小排量涡轮增压发动机的特殊情况 采用了小尺寸的涡轮和叶轮叶片设计 使其相应 的转速更低 在发动机 1000 转 分时就能启动并介入工作 在 1250 转 分时 发动机已经能够输出 180Nm 的扭矩 而在 1750 3500rpm 时 就已经可以稳定输出 220Nm 的峰值扭矩 低惯性小尺寸涡轮的设计功不可没 1 4TSI 上和排气歧管集成式设计的涡轮增压器 而在交通拥堵的城市中 我们常常会在这个转速区间内低速前进 因此这个设计也非常适合于城市路况 低速高扭不仅可以 在起步时更好的驱动车辆前进 而且在实际使用中 这种特性对于油耗也起到了有效的控制 网友疑问 原厂的增压发动机一般都不会将性能发挥至极限 我可以对网友疑问 原厂的增压发动机一般都不会将性能发挥至极限 我可以对 1 4TSI 发动机进行一些改进 以增大他的输出吗发动机进行一些改进 以增大他的输出吗 答案 不建议车主自行对核心动力进行改进 答案 不建议车主自行对核心动力进行改进 国内 1 4TSI 发动机输出曲线 旁通阀 左 即泄压阀 和控制其开合的增压压力限制阀 右 我们知道 1 4TSI 的扭矩输出拥有 平台效应 在 1750 3500rpm 的转速区间可以恒定输出 220Nm 的峰值扭矩 其实主要是 因为泄压阀压力单元有一个固定的压力值限制 才会将原本山峰形状的输出曲线 削 出了一个平顶 要说其更大的潜力确实存 在 因为大众在海外采用类似缸体结构的双增压发动机还有 100kw 以上功率的版本 不过这个压力值限制是厂家经过缜密的计 算和平衡后给出的最佳值 它考虑到了涡轮 汽缸等零件的寿命 以及匹配车型的使用情况等因素 而用户私自改造动力可能 将会破坏这个平衡 因此我们并不推荐用户对原厂发动机进行改造 国外同型号 1 4TSI 发动机输出曲线 另外 在海外的这款发动机动力输出是不一样的 海外版相同型号 1 4TSI 最大功率为 90kw 5000 5500rpm 峰值扭矩输出为 200Nm 1500 4000rpm 在引入国产后 由于国内对汽车排量的要求相对更宽泛 欧洲采用欧 5 标准 国内大致相当于欧 4 标准 大众也对这款发动机的动力输出做了调校 最大输出功率增加为 96kw 5000rpm 峰值扭矩增加为 220Nm 1750 3500rpm 可 以说厂家已经在国产后释放了其部分 封印 动力已经能完全满足用户的使用需求 网友疑问 国产网友疑问 国产 1 4TSI 取消了分层燃烧 在实际使用的过程中会对车辆带来哪些影响 取消了分层燃烧 在实际使用的过程中会对车辆带来哪些影响 答案 取消分层燃烧是适应国内标准的修改 但在寒冷地区发动机依然会自动采用分层燃烧技术以应对特殊情况 答案 取消分层燃烧是适应国内标准的修改 但在寒冷地区发动机依然会自动采用分层燃烧技术以应对特殊情况 分层燃烧基本原理 第一次喷射先充分混合 第二次喷射形成混合气较浓的区域 同时再进行点燃 大众先进的直喷技术已经较好的起到了增加燃烧效率和节油的目的 虽然国内的 TSI 发动机正常工况下取消了分层燃烧技术 但是这并不是所谓的减配 只是大众在经过平衡利弊后的所作的修 改 因为 对于发动机本身的结构来说 取消了分层燃烧只是在喷油程序做了一些调整 别的地方并没有发生变化 而且 所 谓的取消了分层燃烧是指在绝大部分情况下 发动机只使用均质燃烧 但不表示它不能进行分层燃烧 比如在东北地区 天气 气温降到零下 30 度以下时 点火启动就会变得比较困难 此时 TSI 发动机通过调整喷油程序 使用分层燃烧 高压分层启动 从而保证点火的一次成功 相关阅读 取消正常工况下的分层燃烧技术并不等于减配 1 4TSI 7 速 DSG 一汽 大众这套被形容为 黄金 的动力总成 在国内车市一度掀起了消费者对小排量增压发动机和双离 合变速器的热潮 众多厂商也纷纷效仿一汽 大众推出了自己的增压动力和双离合变速器 但作为这项技术在国内引领者的 一汽 大众 似乎只是一直在被追赶 却从未被超越 继不久前拆解了日产世界著名发动机 VQ35 后 近日车 168 的编辑来 到了一汽 大众长春的发动机制造厂 对一汽 大众的 黄金动力 1 4TSI 发动机进行了彻底的拆解和研究 我们将按照 拆解顺序 根据这台发动机的特点和大量网友们对它的疑问 分三篇为大家带来全面详尽且深入浅出的解读 下面 我们就先 一起来看看这台 传说中 的小排量增压发动机 围绕着字母 T 涡轮增压 究竟都有何过人之处吧 进气冷却系统拆解进气冷却系统拆解 刚刚走下生产线的 EA111 系列 1 4TSI 发动机 我们本次拆解的这台 1 4TSI 是一台刚刚从一汽 大众的生产线上下线的全新发动机 在对这台发动机进行上台架等固定工序 后 我们的拆解也正式开始 首先将进行拆解的部分是这台发动机的独立循环冷却系统 冷却系统示意图 彩色为独立的进气和涡轮循环冷却系统 灰色为发动机内的循环冷却系统 蓝色为低温冷却液 红色为高温冷却液 这款 1 4TSI 发动机一大特色就是采用了两套独立的冷却系统 一套主要用于发动机自身冷却的发动机冷却系统 这套系统中 的水泵通过皮带和曲轴相连接 直接靠发动机动力实现冷却液的循环 也可称为主循环 另一套冷却系统主要用于涡轮增压器 和增压空气的冷却 是通过电动冷却液循环泵驱动冷却液实现的独立循环系统 也可称为副循环 副循环中冷却液循环泵位置示意图 1 4TSI 发动机上的双循环冷却系统也是大众首次采用的发动机冷却方式 其中独立的冷却液循环泵主要用于给增压系统冷 却 包括两个循环通道 一个经过涡轮增压器 为涡轮系统冷却 另一个流经进气歧管内的气液热交换器 冷却器 为增压 空气进行冷却 两套独立冷却系统实现了缸盖和缸体温度的不同 在不同工况下可以根据需要分别对不同的部分进行冷却 下 面我们就先对外部的独立循环冷却系统进行拆解 独立的冷却液循环泵独立的冷却液循环泵 由电机带动的冷却液循环泵 通过电机带动的冷却液循环泵是大众这款 EA111 系列 1 4TSI 发动机的一大特色 这个泵通过螺栓固定在缸体上 安装在 进气歧管下面 是独立冷却系统的核心部分 它根据负荷来操作控制 将冷却液通过前端的泵口从附加散热器中吸出 泵入进 气歧管内的冷却器和另一侧的涡轮增压器 拆卸下来的冷却液循环泵 这套冷却液循环泵会在不同发动机工况下 由行车电脑控制进行智能的工作 它在下面几种情况下会被开启 1 每次发动机启动后的短时间内 2 输出扭矩持续在 100Nm 以上的时候 3 进气歧管内增压空气温度持续超过 50 C 4 两个增压空气温度传感器 分别位于进气歧管的冷却器前后 之间的温差小于 8 C 5 发动机每工作 120s 其工作 10s 避免涡轮增压器产生热量积聚 6 关闭发动机后 根据迈普图 决定从 0 至 480s 之间的工作时间 避免涡轮增压器过热而产生故障 迈普图存于电脑程序中 是根据发动机的进气温度 压力和其他工况来确定循环泵工作延时的一个三维函数 独立循环中循环水的两个回路 冷却器 左 和涡轮增压器 右 采用独立电机带动水泵的冷却系统优势显而易见 由于并不直接通过曲轴的动力进行工作 发动机在长时间高速行驶后 车 主如果直接熄火 这套独立的冷却液循环泵仍会会自动继续工作一段时间 消除了涡轮增压器因过热产生的故障隐患 另外 在发动机没有大负荷运作时 这套系统也会根据情况停止工作 达到节能的目的 用于增压空气水冷的冷却器用于增压空气水冷的冷却器 独立循环中 冷却液经循环泵流过位于进气歧管内的冷却器 这个冷却器的作用是为增压后的空气进行散热 这也是这台 1 4TSI 发动机的特别设计之一 冷却器和增压空气通道结构解剖图 我们知道 气体在被压缩的时候温度会上升 比如打气筒在打气的时候底部会发热 经过涡轮增压器的空气与之类似 气体 受到压缩 再加上经过高温涡轮时的部分热传导作用 增压后的空气温度会很高 高温气体由于受热而膨胀 因此有必要对增 压后的空气进行冷却 以提高单位体积空气中的氧气 浓度 进而提高燃烧效率 拆卸下来的冷却器 虽然水冷是十分理想的散热的方式 但并没有在增压空气冷却中得到非常广泛采用 因为这种结构不但对密封性要求较高 还需要增加特别设计的循环水冷却系统 对成本和技术都有要求 因此很多厂商的发动机通过机舱前的中冷器进行风冷 其弊 端是增加了更大的体积和重量 而 EA111 的 1 4TSI 发动机通过上面提到的独立电机冷却液循环泵和冷却器的精巧设计 较为 理想的解决了这一问题 冷却器的工作原理 实线为增压空气 虚线为冷却液 红色代表较高温度 蓝色代表较低温度 为压缩空气进行冷却的冷却器由许多铝叶片组成 在里面有冷却液流过的管路 热空气流过铝制叶片 将热量传导给在内部 循环的冷却液 然后冷却液再被泵入车辆进气口前端的散热器来冷却 经过冷却后的增压空气 压力值在最高可达 1 8bar 的条 件下 气体温度仅比空气温度高 20 25 C 冷却效果非常好 虽然原理看似简单 但由于冷却器联通着进气歧管 是增压空气的必经之路 所以对密封性能要求较高 大众这款 1 4TSI 发动机的冷却器采用了波兰制造的进口件 在冷却器的后部有一个密封条 这个密封条保证冷却器和进气歧管之间的密封 同 时为冷却器提供支撑 同样在冷却器和进气歧管的接合部分也有类似的密封条 再通过 6 个螺栓将冷却器固定镶嵌在进气歧管 内 达到了很好的密封效果 这套水冷式压缩空气冷却器相对于其他散热方式的优点在于 1 占用的体积更小 2 水冷的效果要比空冷更好 3 相对独立的冷却液循环系统在温度传感器的监控下工作 冷却液循环泵可以通过需要进行合理的控制 你所不知道的你所不知道的 TSI 螺丝不同的拧紧值与拆装顺序螺丝不同的拧紧值与拆装顺序 排气歧管与缸体相连的每个螺栓上紧时需要的扭矩值都会不同 而这些扭矩值都是提前由设计师设定好的 我们知道 精密设备在安装过程中的一大工艺就是螺栓的紧固 1 4TSI 发动机上的几乎每一颗螺栓都有其固定的拧紧值 这 些数据在每一个机械自动上紧的过程中 也会跟随相应的发动机以及车辆在数据库中保存多年时间 以备将来在可能出现问题 或维修时调取生产资料 冷却器上螺栓的拆卸顺序是先两边 再中间 装配的顺序是先中间 再两边 同时细心的读者也可以通过图片观察到 我们在拆装螺栓时都会遵循一定的顺序 这是为了能够使零件均匀受力 以保证更 好的密封效果 具体的拆卸顺序常为先两边 再中间的方式 安装螺栓时 要先将每一个螺栓预拧紧 不拧死 再按先中间 再两边的方式紧固 涡轮增压器冷却回路涡轮增压器冷却回路 通常的涡轮增压发动机 会要求车主在长时间高速行驶后不要立即熄火 而是让发动机怠速运转一段时间 因为立即熄火 冷却液循环也随之停止 冷却液气化 腐蚀涡轮增压器 机油遇到高温也会变质 失去润滑作用 使得涡轮增压器损坏 1 4TSI 冷却液回