發動機技術巡禮(2) 大眾1.4TSI發動機詳解

● 雙循環冷卻系統

　　1.4TSI發動機中采用了兩套獨立的冷卻系統，一套是依靠發動機動力實現對其自身冷卻循環的冷卻系統（主冷卻系統）。另一套冷卻系統是通過電動水泵驅動，主要用于對渦輪增壓器和增壓空氣的冷卻（副冷卻系統）。限流器將主、副冷卻循環管路連接起來，并共用一個平衡液罐。

　　主冷卻循環系統。主冷卻循環管路可以分為兩個循環管路，一個循環管路流過氣缸體，另一個循環管路流過氣缸蓋。通過雙節溫器，實現對冷卻液的分流。三分之一流經發動機缸體，用于冷卻氣缸。三分之二流經氣缸蓋，用于冷卻燃燒室。節溫器1控制氣缸體的冷卻液，節溫器2控制氣缸蓋的冷卻液。

　　使用雙節溫器分離兩個循環回路，主要有兩個優點：一是快速加熱氣缸體，可以降低曲軸連桿機構內部的摩擦；二是氣缸蓋得到良好的冷卻，降低了燃燒室的溫度，增加容積效率且降低發生爆震的可能性。

　　副冷卻循環系統。由電機帶動的冷卻循環系統，主要包括兩個循環通道，一個是經過渦輪增壓器，對渦輪增壓系統進行冷卻；另一個是經過進氣歧管內的冷卻器，對增壓空氣冷卻。主要由冷卻循環泵把冷卻液從輔助冷卻器中輸送至增壓空氣冷卻器和廢氣渦輪增壓器中。

　　冷卻液循環泵會在不同的發動機工況下，由ECU控制進行智能地工作。如發動機啟動后的短時間內；進氣歧管內增壓空氣溫度持續超過50°C；輸出扭矩持續在100Nm以上；增壓空氣冷卻器前部和后部的增壓空氣溫度小于8°時等情況下冷卻液循環泵才會工作。

　　由于這套系統不是由曲軸驅動的，在發動機長時間高速行駛后，如車主直接熄火，這套獨立的冷卻系統仍會自動工作一段時間，消除渦輪增壓器因過熱產生的故障隱患。

● 進氣歧管翻板

　　其實要滿足缸內的分層充氣、均質稀混合氣等多種不同燃燒室充氣模式，“進氣歧管翻板”就起到很重要的作用。如發動機在低速工況采用分層充氣模式下，通過進氣歧管翻板關閉下進氣通道，可以減少氣流通過的橫截面，來增加氣流流速，結合活塞頂的特殊設計，有效形成強烈的進氣渦流，有利于“分層”模式下混合氣的形成與霧化。

　　同樣地，當發動機進入高速工況采用均質混合氣模式時，進氣歧管翻板開啟下進氣通道，增大氣流通過的橫截面，以獲得更多進氣，提高發動機的輸出功率。

　　不過，由于國產的1.4TSI發動機取消了“分層燃燒”，進氣歧管的翻板也被取消，同時對進氣歧管的設計做了相應的改進，如在進氣道外緣的氣門座上設計一個傾斜的凸峰，可以使進氣缸內形成特殊的渦流，讓汽油與空氣混合得更充分。而“小截面，增流速”、“大截面，增流量”的進氣效果，可通過節氣門來實現。

● 進氣門可變正時

　　EA111系列1.4TSI發動機上也應用了VVT可變氣門正時技術，不過只應用到進氣系統上，即進氣可變氣門正時。這套系統主要通過ECU電子控制單元、葉片槽式調節器、凸輪軸調整電磁閥等元件實現氣門正時的連續可變。

　　葉片槽式調節器結構。由外殼體、內部葉片轉子以及位于葉片轉子內部的鎖銷組成。外殼體與外部的正時齒輪固定，由曲軸帶動。而內部的葉片則直接與進氣門凸輪軸固定，并與之一同旋轉。

　　首先通過ECU分析凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、節氣門位置傳感器等相關元件反饋的信息，再與ECU存儲的最佳參數對比后，發出指令控制凸輪軸調整電磁閥。然后通過雙油道機油壓力差值來驅動調節器中的葉片，帶動凸輪軸旋轉改變進氣相位實現氣門正時的“提前”或者“滯后”，從而實現氣門正時的連續可變，正時相位調節角度范圍可達20°的凸輪軸角。福特GTDi發動機進排氣門都有可變氣門正時，可調角度均為50度。