压榨动力的快感：小排量汽油机涡轮增压.docVIP

压榨动力的快感 小排量汽油机涡轮增压　　曾几何时，小排量发动机还只是低端车型的玩物，它与高新技术和畅快的动力输出有着十分清晰的界限。现在好了，随着政策的改变以及技术的进步，小排量发动机也迎来了春天。例如大众的1.4TSI发动机，别小看排量只有1.4L，在缸内直喷和涡轮增压技术的包装下，它的动力可媲美2.0L自然吸气发动机，摇身一变成为了前卫和高端的代表。 　　Part.1 小排量的大优势 　　涡轮增压提高效率 　　涡轮增压器真正的发明问世是在1905年，它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气使之增加流速进入汽缸，即所谓的增压。当发动机转速增加，废气排出速度与涡轮转速同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大则可燃烧更少的燃油，既能达到节油的目的，同时又增加了发动机的输出功率了。 　　涡轮增压器最大的优点是能在不增加发动机排量的前提下，较大幅度地提高发动机的功率及扭矩。一般来说，加装增压器后发动机功率及扭矩要增大20%～30%，但涡轮增压器最明显的缺点也就是迟滞现象(Turbo Lag)，迟滞现象可以说是涡轮增压发动机的一个天生缺陷，由于叶轮的惯性作用对油门瞬时变化反应的迟缓，也就是说当你大脚踩油门加速时，发动机转速的爬升过程也便是涡轮增压的迟滞时间——通常涡轮增压器发挥作用的转速在1800～2000rpm之间，即排气叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差——约1秒左右，所以在转速达到预设增压启动转速时，动力上会有一个比较突然的介入。 　　缸内直喷再次助力 　　对于汽油机缸内直喷技术而言，最大的秘密便是它源自TDI柴油发动机的泵喷嘴式缸内直喷技术。最早将这项技术普及的是德国大众汽车，因此我们常见的汽油缸内直喷的英文名就是大众的FSI(Fuel Stratified Injection)，即燃油分层喷射。运用了此技术的发动机最大的优势在于优化了进气效率，达到最佳雾化效果，同时提高燃烧效率，并且能提高15%的燃油经济性。其实对于采用这项技术的发动机而言，最直接的表现还是动力更加强劲了，低速的扭矩输出更为出色，同时还降低了碳氧化合物的排放量。 　　从发动机结构上来看，传统的进气道式喷射方式是通过ECU采集各凸轮位置以及发动机相关工况，从而控制喷油嘴往进气歧管内的喷油量。由于喷油嘴离燃烧室还有一小段距离，当汽油和空气混合后，在向缸内涌动的同时还会受到进气气流以及气门开闭的影响，因此喷射的精度不高，在整个喷射过程中还会有油雾聚集在气门外，容易造成回火以及积碳，进而影响进气和燃烧效率。实际上，缸内直喷技术有效解决了这一传统喷射方式的弊端，直接在气缸顶端进行燃油喷射。 　　直喷式汽油发动机采用类似于柴油机的供油技术，由活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于缸内的电磁喷射器，然后由ECU控制喷射器将汽油在最恰当的正时直接注入气缸燃烧，其控制的精确度接近毫秒。不过缸内直喷技术对于汽油的品质要求很高，在国内由于汽油含硫量较高，大众集团取消了分层燃烧这一最大的技术特色，只保留了均匀燃烧模式，以适应93#汽油。 　　组合拳的杀伤力 　　所谓组合拳，就是将小排量汽油机与缸内直喷和涡轮增压技术进行组合，最具代表性的就是大众集团旗下的EA111架构的1.4L发动机，其动力水平基本处于同排量机型的金字塔尖。尤其是EA111架构中的1.4L TSI双增压发动机(涡轮增压+机械增压)几乎成为了小排量机型、大功率输出的标杆。 　　1.4L TSI的排量为1390ml，最大功率125kW，最大扭矩240N?m，几乎是2.4L自然吸气发动机的输出水平。装备在菲亚特Bravo上的T-jet系列1.4L增压发动机最大功率仅有112kW，最大扭矩206N?m，相比大众1.4L TSI相形见绌。排量同为1.4L，是什么令大众1.4L TSI技高一筹? 　　答案就是双增压系统——涡轮增压+机械增压的组合形式。不仅如此，大众这款1.4L TSI发动机还使用了缸内直喷和分层燃烧技术，其空燃比可达到65:1。在2400rpm以下，机械增压工作，而从1750rpm开始涡轮增压便启动，由于两套增压系统会存在一个重合的转速区间，因此它们会由电磁离合器分离，避免互相干涉消耗发动机动力。通过动力输出特性我们不难发现，这款发动机的扭矩爆发点从1750rpm一直持续到4500rpm，形成了一个宽泛的扭矩高原，这对于加速性至关重要。搭载它的高尔夫GT其0～100km/h加速时间在6速DSG的帮助下仅为7.9秒，由此可见功力不一般。 　　BOX：缸内直喷渐成趋势：凯迪拉克SIDI双模直喷 　　进口到国内的凯迪拉克CTS搭载了一台北极星3.6L双模缸内直喷V6发动机，这台直喷汽油机最