取消進(jìn)氣歧管翻板,進(jìn)氣道也“擾流”
TSI進(jìn)氣歧管翻板背景解讀:
針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的差異,進(jìn)氣系統(tǒng)的相應(yīng)變化,對(duì)于燃燒室混合氣體的形成有著至關(guān)重要的作用。而早期的TSI引擎由于均具有分層燃燒技術(shù),因此,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況,為了滿足“分層充氣模式——均質(zhì)稀混合氣模式——均質(zhì)混合氣模式”多種不同燃燒室充氣模式,“進(jìn)氣歧管翻板”的加入則應(yīng)運(yùn)而生。
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進(jìn)氣歧管翻板工作示意圖
在發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速工況,采用分層充氣模式下,進(jìn)氣歧管翻板通過“關(guān)閉下進(jìn)氣通道,形成較窄的橫截面積”,增加氣流流速,有效形成強(qiáng)烈的進(jìn)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(jìn)而增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出;而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高速工況,采用均質(zhì)混合氣模式時(shí),進(jìn)氣歧管翻板通過“開啟下進(jìn)氣通道,形成較寬的橫截面積”,增大進(jìn)氣量,使更多的空氣參與燃燒,從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。
1.4TSI取消“進(jìn)氣歧管翻板”,進(jìn)氣道實(shí)現(xiàn)“擾流”
不過,隨著“分層燃燒”技術(shù)逐漸在TSI引擎上的淡出,“均質(zhì)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(zhì)燃燒控制的改進(jìn),取消了進(jìn)氣歧管翻板的設(shè)計(jì),不過,為了同樣能夠?qū)崿F(xiàn)油氣的充分混合,保證汽缸內(nèi)形成很好的渦流,1.4TSI則在進(jìn)氣道上作出了相應(yīng)的改進(jìn)。
1.4TSI進(jìn)氣道的角度被調(diào)整至更接近水平,同時(shí),在進(jìn)氣道外緣的氣門座上,設(shè)計(jì)了一個(gè)傾斜的凸峰,從而保證進(jìn)氣吹過氣門頂時(shí),在汽缸內(nèi)形成特殊的渦流,無論在發(fā)動(dòng)機(jī)的任何工況下,都能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)獬浞只旌系淖饔。而?.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)中,實(shí)現(xiàn)“小截面,流速增”、“大截面,流量增”的進(jìn)氣效果元件,則成為了節(jié)流閥體(節(jié)氣門)的主要角色,通過“源頭”的進(jìn)氣效果控制,輔以上述特殊的進(jìn)氣道“擾流”效果,從而完成1.4TSI充分提升燃燒效率的職責(zé)。
取消分層燃燒并不是所謂的減配
在歐洲,最早推出的TSI發(fā)動(dòng)機(jī)是擁有分層燃燒和缸內(nèi)直噴兩項(xiàng)技術(shù)的,而引進(jìn)國內(nèi)版本的TSI發(fā)動(dòng)機(jī)只保留了缸內(nèi)直噴技術(shù),在正常工況下取消了分層燃燒技術(shù),這也被很多網(wǎng)友質(zhì)疑為減配。不過在事實(shí)上,除了歐洲市場,大眾TSI發(fā)動(dòng)機(jī)在全球范圍內(nèi)都沒有使用分層燃燒技術(shù),那么這一項(xiàng) “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(nèi)混合氣必須達(dá)到一定的空燃比后,才有可能被點(diǎn)燃,而能夠讓缸內(nèi)混合氣在濃度在低于空燃比時(shí)依舊被點(diǎn)燃的技術(shù)則被稱為稀薄燃燒。我們文中提及的分層燃燒便是實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒目的的手段之一,它能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)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(qū)域
我們?cè)賮砹私庖幌耇SI發(fā)動(dòng)機(jī)的分層燃燒技術(shù)具體工作原理。首先,發(fā)動(dòng)機(jī)在吸氣行程活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí),ECU控制噴油嘴先進(jìn)行一次小量的噴油,使氣缸內(nèi)形成稀薄混合氣,而在活塞壓縮到上止點(diǎn)時(shí)再進(jìn)行第二次噴油,利用活塞頂?shù)奶厥饨Y(jié)構(gòu)讓火花塞附近出現(xiàn)混合氣相對(duì)濃度較高的區(qū)域,然后利用這部分較濃的混合氣引燃汽缸內(nèi)的稀薄混合氣,從而實(shí)現(xiàn)氣缸內(nèi)的稀薄燃燒,這就可以用更少的燃油達(dá)到同樣的燃燒效果,使得發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)荷工況下的燃燒效率,但是它也有一個(gè)較難克服的問題。在分層燃燒的過程中,由于氣缸內(nèi)混合氣的空燃比很低,使氣缸內(nèi)的空氣大大超過了維持汽缸內(nèi)燃油燃燒所需要的量。在氣缸內(nèi)高溫高壓的環(huán)境下,在未參與反應(yīng)空氣中,氧氣和氮?dú)饩秃苋菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的氮氧化物。而為了對(duì)付這些氮氧化物,則必須對(duì)現(xiàn)行的三元催化器裝置進(jìn)行全面升級(jí),才能達(dá)到尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)。升級(jí)尾氣處理系統(tǒng)不僅需要較昂貴的成本,而且使用分層燃燒技術(shù)之后對(duì)燃油質(zhì)量要求也更高,會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者使用成本增加。
另外,實(shí)際應(yīng)用中,分層燃燒只是在低轉(zhuǎn)速、低負(fù)荷工況下使用,節(jié)油作用有限,相對(duì)于升級(jí)三元催化和使用高標(biāo)號(hào)燃油所產(chǎn)生的成本,分層燃燒技術(shù)所節(jié)省的燃油并不劃算。大眾在對(duì)制造成本和消費(fèi)者的使用成本進(jìn)行一番權(quán)衡之后,決定在全球范圍內(nèi)取消分層燃燒技術(shù),只保留了缸內(nèi)直噴均質(zhì)燃燒技術(shù)。所以,沒有使用分層燃燒技術(shù)的中國市場其實(shí)并沒有受到不公平待遇,因?yàn)榇蟊娫谠谌蚍秶家巡辉偈褂梅謱尤紵夹g(shù)。歐洲市場也只有少部分發(fā)動(dòng)機(jī)保留了分層燃燒技術(shù)。
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