三、1.4L-T SI废气涡轮与机械式复合增压直喷式汽油机
将采用汽油直接喷射分层燃烧技术的FSI汽油机推向市场是大众公司在降低汽油机燃油耗方面所采取的重要措施,而通过发动机小型化又可以进一步挖掘其节油的潜力。在预先规定的标定功率下,减小发动机排量,能使发动机运行工况点从特性曲线场中的低负荷区移向较高的负荷区,这样一方面由于节流大大降低而减少了换气损失,另一方面由于发动机排量和结构尺寸减小而降低了摩擦功率损失,从而使发动机的总效率得到明显的改善。当然,发动机排量的减小会导致扭矩特别是低转速扭矩的降低,这对动力性能要求较高的车型而言是无法接受的,但是能够借助于增压来加以补偿。
在汽油机上,除了废气涡轮增压之外,在批量生产中也应用机械增压。对于增压系统的设计,除了要降低发动机的燃油耗之外,还应尽量考虑到用户对驾驶动力性和舒适性的要求越来越高。因此,为了实现最佳目标,新型TSI汽油机设计方案组合应用了机械增压和废气涡轮增压,将废气涡轮增压能获得高的比功率与机械增压具有的良好低转响应特性完美地结合起来,彼此相互取长补短,达到最佳的效果。为此,2005年大众公司又在1.4L-66kW-TSI和1.6L-85Kw-TSI自然吸气汽油机的基础上开发了废气涡轮与机械式复合增压的1.4L-TSI直喷式汽油机。这是德国大众公司代表当今世界轿车汽油机最新技术水平的力作,实现了优异的燃油耗、卓越的行驶动力性和满足严格排放标准限值要求三者完美的结合,成为大众公司轿车汽油机发展史上新的里程碑。
这种新型1.4L废气涡轮-机械复合增压分层喷射TSI(TwinchargedStratified Injection)汽油机(见图20、图21),由于采用了汽油缸内直接喷射技术,因此能够在压缩比为10∶1的情况下,增压压力达到0.25 MPa(绝对压力),1.4L排量能发出125kW的最大功率,而最大扭矩高达240Nm扭矩,平均有效压力高达2.17MPa,升扭矩达到172.6Nm/L,升功率达到90kW/L,其效率已成为衡量汽油机技术水平的新标杆。该机采用可接合或脱开的机械增压器与废气涡轮增压器组合的两级增压,这样低转速就能达到最大扭矩,并且扭矩特性曲线极其丰满,最大扭矩的转速范围(1750~4500r/min)十分宽广(见图22和表2)。该机型首先搭载于大众高尔夫GT轿车,其MVEG(机动车排放组合循环)行驶循环燃油耗只有7.2 L/100km,这在125kW功率等级的轿车中是独一无二的(见图23)。其所达到的低燃油耗、驾驶乐趣和行驶舒适性令人瞩目,也因此荣获多项殊荣,如Paul Pietsch奖、2006年1.0~1.4L级最新发动机奖和2005年大众科学最佳新产品奖。