黃金分割 大眾1.4TSI拆解之冷卻/增壓篇

渦輪增壓系統(tǒng)

　　一汽-大眾的EA111系列1.4TSI發(fā)動機的一大核心技術(shù)就是采用了渦輪增壓系統(tǒng)，和大多數(shù)渦輪增壓發(fā)動機類似，這套增壓系統(tǒng)采用了廢氣渦輪的單增壓方式，其原理就如同兩個連接起來的風(fēng)車，高溫高速流出的廢氣吹動一側(cè)的渦輪葉片轉(zhuǎn)動，通過連接軸再將進氣口一側(cè)的葉輪葉片轉(zhuǎn)動，以達到鼓入更多空氣，提高燃燒效率的目的。

1.4TSI上的渦輪增壓系統(tǒng)

　　這款1.4TSI的渦輪設(shè)計經(jīng)過了多項優(yōu)化改進，以達到輕量化和快速響應(yīng)等目的，下面我們就其工作原理來進行詳細說明。

同排氣管集成式設(shè)計的增壓器

渦輪增壓器解剖圖

渦輪增壓器結(jié)構(gòu)示意圖

　　通過拆解圖我們可以看到，這款發(fā)動機的渦輪增壓器和排氣管采用了集成式的設(shè)計，這樣做的最大好處就是省去了多余零件的體積和重量，而更少的零件也使得這套系統(tǒng)故障率更低，更穩(wěn)定可靠。同時據(jù)介紹，1.4TSI這款發(fā)動機的渦輪增壓器是免維護的，不存在渦輪增壓器的保養(yǎng)成本高的問題，而且這套系統(tǒng)和發(fā)動機的壽命相同，也不需要按照里程進行更換。

更小的渦輪葉片和葉輪葉片直徑設(shè)計

　　我們知道，渦輪增壓系統(tǒng)一直都會存在一個遲滯的現(xiàn)象，因為由廢氣帶動的渦輪需要發(fā)動機在特定的排氣量下才能被“吹”動旋轉(zhuǎn)，達到最佳的工作狀態(tài)，這個狀態(tài)一般都需要發(fā)動機進入較高的轉(zhuǎn)速才能實現(xiàn)。

廢氣一端的渦輪（左）和進氣一端的葉輪（右）

　　EA111的1.4TSI發(fā)動機的渦輪葉片和葉輪葉片采用了小尺寸設(shè)計，其直徑分別僅有37mm和41mm，這樣渦輪的轉(zhuǎn)動慣量很小，廢氣更容易帶動渦輪做高速旋轉(zhuǎn)，因此其在最佳工作狀態(tài)時需要的發(fā)動機轉(zhuǎn)速也就更低，有效的達到緩解渦輪遲滯的效果。

國內(nèi)1.4TSI發(fā)動機輸出曲線

　　當然，小渦輪提供的進氣增壓值相對大尺寸渦輪會比較小，這套系統(tǒng)的最大增壓壓力為1.8bar，不過作為家用車輛上的渦輪增壓器，已經(jīng)可以滿足提高燃燒效率、增加動力的需要，更重要的是，在其較低的響應(yīng)轉(zhuǎn)速更加適合國內(nèi)的路況。從實際表現(xiàn)看，這款發(fā)動機在1750轉(zhuǎn)時起就可以輸出220Nm的最大扭矩，在1250轉(zhuǎn)時就能夠達到180Nm的扭矩輸出。據(jù)介紹，這款增壓系統(tǒng)在1000轉(zhuǎn)左右時就已啟動并且介入工作，作為家用這套渦輪已經(jīng)達到了比較好的效果。

　　你所不知道的TSI——峰值扭矩220Nm可在1750-3500rpm大范圍轉(zhuǎn)速區(qū)間恒定輸出的原因

在1750-3500rpm的灰色區(qū)間內(nèi)，大眾1.4T發(fā)動機都可以輸出恒定的220Nm峰值扭矩

在渦輪增壓發(fā)動機上，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的最大扭矩輸出會在一個范圍內(nèi)保持恒定，例如在這臺1.4TSI發(fā)動機上，峰值扭矩220Nm可在1750-3500rpm大范圍轉(zhuǎn)速區(qū)間恒定輸出，這是因為由廢氣帶動的渦輪處設(shè)置了旁通閥（即泄壓閥），在廢氣壓力超過壓力單元設(shè)定的值后，閥會被打開，過多的廢氣就會繞過渦輪葉片被排出，保證渦輪在一個較為固定的轉(zhuǎn)速下工作，這樣渦輪增壓器提供的進氣壓力值也會相對固定，因而才產(chǎn)生了特定轉(zhuǎn)速下峰值扭矩輸出的“平臺效應(yīng)”。

網(wǎng)友提問：

　　原廠的增壓發(fā)動機一般都不會將性能發(fā)揮至極限，我可以對1.4TSI發(fā)動機進行一些改進，以增大他的輸出嗎？

旁通閥（左，即泄壓閥）和控制其開合的增壓壓力限制閥（右）