涡轮增压引擎的开发者"大众",打造的TSI发动机到底有多厉害
当前大众汽车的等级名称中的字母“TSI”。这意味着该模型是配备 TSI 发动机的汽车。那么TSI是一款什么样的发动机呢?
不改变排量提高汽车燃油效率的方法有很多种,比如减轻车身重量,减少空气阻力和滚动阻力,但是发动机本身能做什么呢?提高热效率和降低摩擦阻力是标准的,但最简单的是“减少排量”。这不仅减少了汽油消耗,而且还使发动机更小、更轻。但是,不言而喻,仅此一项就会降低功率。汽车是用来开车的,所以如果体验不好,你就会失去大家的吸引力。
因此,许多发动机制造商从发动机的早期就将注意力集中在能够在相同排量下产生大量动力的“增压器”。增压器是一种将空气强行送入发动机的装置,其中,靠废气的压力使涡轮旋转的称为“涡轮增压器”,而利用涡轮的动力使压气机(压缩机)旋转的称为“涡轮增压器”。这两项技术最初都是在空气稀薄的超高空飞行的飞机领域开发的。
所谓“自然吸气”自然进入气缸的空气和氧气量,除各种设计措施外,大致由排量和发动机转速决定。但是,如果用增压器施加压力来推动空气(氧气)两次,理论上相当于排量加倍,而且即使发送更多的汽油,它也会燃烧爆炸。通过这种方式,早期的涡轮增压器专门用于获得更大的动力。
带增压器的发动机面临的挑战因此,被称为“直喷”的技术引起了人们的关注。直喷是“缸内直喷”的缩写,这里的“气缸”就是发动机的气缸。换句话说,它是一种在气缸中使用称为喷射器的电子控制喷嘴直接和高精度喷射燃料的方法。
在直喷的情况下,汽油直接喷射到气缸中,因此燃料汽化时的冷却效果可以有效抑制异常燃烧。因此,即使是涡轮发动机,通过将压缩比提高到与传统自然吸气发动机相同的水平,也可以在低转速范围内提高扭矩和热效率。直喷涡轮增压技术是在以柴油为燃料的柴油发动机上开发并投入实际应用的,很早就由大众以“TDI”(Turbocharged Direct Injection)商标开发。
听了这么多似乎涡轮增压器都不错,但也有一些挑战。最困难的问题之一是“异常燃烧”(爆震)。这是一种在发动机中被压缩的空气燃料混合物导致异常燃烧,产生异常噪音(爆震音),最坏的情况下会损坏发动机的现象,这种现象不仅发生在涡轮发动机中,而且也会发生在自然吸气发动机中。
过去,涡轮发动机实际上设计的压缩比相当低,因为降低压缩比可以防止爆震。但是,如果这样做,发动机本身的性能就会下降,尤其是涡轮发动机,当排气压力低时,在低转速下无法充分推入空气,因此称为涡轮迟滞的响应延迟可能发生。另外,通过加浓混合气,可以防止因汽油汽化热的冷却作用而引起的异常燃烧,但这会降低燃油效率,并且难以清洁废气。
引入直喷涡轮发动机不是直接喷射的方法称为“进气道喷射”,与化油器时代一样,通过在气缸前方的进气口部分布置喷油器来喷射燃料。时至今日,很多汽车仍然采用进气道喷射,主要是自然吸气发动机,像大众集团的1.8/2.0升发动机(EA888型)和丰田的“D-4S”发动机,采用进气道喷射。也有发动机也使用直接注入。
搭载2.0升直喷涡轮增压发动机的2005年登场的Golf GTI
Golf 5 GTI (2005) 2.0升直喷涡轮增压发动机“T-FSI”。当时还没有使用TSI这个名字。
“降低排量”的想法大众的直喷涡轮增压发动机最早出现在第5代高尔夫“GTX”(2004年)和“GTI”(2005年)中,名字叫“T-FSI”。简单来说就是“带涡轮增压器的直喷系统”,但与传统的直喷涡轮发动机不同的是,它配备了涡轮增压器,减少了排气量以提高燃油效率。
Golf GT TSI 于 2006 年在欧洲发布
第一款被命名为“TSI”的车型是“Golf GT TSI”,它是在第 5 代 Golf 中间添加的。搭载涡轮增压器和机械增压器的1.4升直喷发动机。以增压器补充涡轮增压器不擅长的低速范围的概念,在1.4升小排量的同时,兼具接近2.0升直喷涡轮增压高尔夫GTI的动力性能和出色的燃油效率。 可以说是配备了双增压器的豪华发动机。此后,该发动机安装在后续的高尔夫 6、Sirocco、Golf Touran 和 Sharan 上。就是这款发动机为高尔夫奠定了未来的道路。
然而,增压器的缺点是会产生压缩机驱动阻力,安装双增压器的复杂机构也是成本缺点。之后,随着大众汽车技术的演进,仅配备涡轮增压器的TSI发动机将成为主流。
Golf GT TSI 1.4 升直喷涡轮增压发动机
“轻装”上阵自 TSI 发动机推出后的近十年中,大众汽车一直积极推动发动机的小型化。截至2018年,从排量最小的到TSI发动机,Polo(2018-)1升3缸、1.2升4缸、1.4升4缸、高尔夫1.8等. 高尔夫GTI安装的有升4缸、2.0升4缸等。
然而,缩小规模的过程似乎已经结束。2017年,大众发布了新一代1.5升4缸发动机“1.5 TSI Evo”,并与奥迪和保时捷共同推出“轻量化”新概念。不是简单地减少排量,这意味着选择最佳排量以实现动力和燃油效率。这些新进展的背景是,随着世界各地的燃油效率法规越来越严格,需要在接近实际驾驶的“WLTP”燃油效率测试模式下实现出色的实用燃油效率。
采用 TSI 发动机和电气化技术的高尔夫 GTE(2017)
未来,大众还将继续研发插电式混合动力汽车和纯EV(电动汽车)的数量。然而,预计TSI发动机将继续在动力单元中发挥核心作用,直到实现驱动电池的显着性能提升和成本降低。
高尔夫再等等,大众全新发动机先给了速腾!
早上到公司,迟到了5分钟我全勤奖就没了,那迟到了5年呢?
就它,迟到了5年,大众EA211 Evo2发动机,它本来应该在国内的第八代高尔夫上出现,也就是2020年11月7日,直至今日高尔夫仍然在用EA211 1.4T发动机,而EA211 Evo2的任务本来是要取代它的。这时候可能有人要问了,2020年到今年不过两年,怎么算“迟到”5年呢?根据外媒表述,这款发动机最早从2017年便开始搭载在大众及其子品牌车型上,直到前几天它终于来到了国内,这台发动机的载体也不是高尔夫,而是速腾。
在前两天中期改款一汽-大众速腾正式上市,目前只有顶配一款车型搭载了1.5T发动机自动卓越版300 TSI,售价17.29万。
中改后的速腾1.5T车型和1.4T顶配车型售价一致都是17.29万,动力有所不同。速腾使用的这台1.5T发动机最大功率160马力,峰值扭矩250牛·米;1.4T发动机最大功率150马力,峰值扭矩250牛·米,匹配的是7速双离合变速箱,二者差距非常小。而1.5T车型和1.4T顶配车型二者的配置基本一致,但1.5T车型的部分配置(如座椅加热/通风等)均需要选配,1.4T顶配车型是标配;1.5T车型则是多出来一些“没那么中用”的配置,比如前格栅灯带。问题来了,两者配置基本一样,花同样的钱就买个稍微强点儿有限的动力这样值得吗?
我认为手里钱够,值得冲。首先1.5T发动机内部技术有所革新,配备可变截面涡轮技术(VTG)、米勒循环、APS涂层等,压缩比为12.5:1,官方消息称这款发动机的百公里油耗要比1.4T发动机省0.2L左右,这点还要看实际情况,仅数据供参考。
在账面数据上,1.5T速腾虽然没有比1.4T车型高很多,但是它的加速感受会有明显提升,因为这款全新的发动机让扭矩区间更加宽泛,可以更早的输出最大扭矩,官方称0-100km/h加速时间来到了8.8秒。如果预算足够,1.5T的速腾会给到更先进的发动机技术、更漂亮的外观,至于座椅通风加热,咬咬牙加个几千块钱也就能拿下了。
这次中改速腾上市是这台EA211 Evo2发动机首次出现在了亚太地区,而中期改款的速腾首次亮相则是在2022年芝加哥车展上,这次终于跟上了世界的步伐。但将目光聚焦到这台发动机,说真的“它”不太地道。
最开始咱们说了EA211 Evo发动机早在2017年就搭载在大众及其子品牌车型上,整整迟到了5年之久。要说这当中最惨的,就是第八代高尔夫。我在查询了国外网站后发现,EA211 Evo发动机曾经在2017年出现在第七代高尔夫上,但没过多久它就经历了换代,来到第八代高尔夫,国外先配备EA211 Evo发动机,也就是Evo2的前身,预计将在中期改款后正式使用EA211 Evo2发动机,而国内的高尔夫可就惨多了……
现在由一汽-大众国产的第八代高尔夫还在使用老的1.2T和1.4T发动机,和新款速腾的200TSI/280TSI一致。为什么说第八代高尔夫惨呢,它本来应该最先使用这款1.5T发动机,然而结果却是现在用着老东西,并且还要等到中期改款后,和全世界的高尔夫统一换用EA211 Evo2发动机,唉,这是不拿这块大众的“金字招牌”当角儿了?
高尔夫在汽车界的历史相当悠久,文化底蕴浓厚,还拥有着众多拥护者,尤其是第六代高尔夫,给国人留下了深刻的印象。不过当第八代高尔夫来到人们面前,虽然换了一副面孔还用上了更多科技,但人们反倒不买它的帐了,究其原因,动力系统是关键。
保持着上一代发动机、变速箱,只是对外观、内饰、配置进行革新,这种换代显然有些难以打动消费者。2020年,高尔夫共卖出了86484辆,在2019年高尔夫的销量是101851辆,下降了15.1%。早在2018年,高尔夫的销量达到了137000辆,销量有所下降。现在大马路上的第八代高尔夫也不如第七代那么多了,希望中期改款后,高尔夫再重现往日荣光吧。至于EA211 Evo这台迟到了5年的发动机,也希望它能在速腾上开个好头。
新车 | 大众普及1.5 TSI evo2发动机,中国市场速腾先搭载,奥迪跟进
文:汽车日报 陈旭明
大众集团EA211 1.5 TSI evo2发动机
[汽车日报 产品] 伴随着汽车电气化的发展,大众集团开发了MEB、PPE纯电动平台来打造新能源车型,前者适合大众化车型的研发生产,后者则主要用于奥迪、保时捷品牌的高端电动车型。不过,大众集团也并未放弃燃油发动机的完善和升级。
近日,据海外媒体报道,大众开始推进1.5 TSI evo2四缸发动机的普及,以应对更严格的排放法规,该发动机在欧洲市场先期搭载车型为T-Roc(国内对应车型为一汽-大众探歌)、T-Roc敞篷版,后续还将陆续搭载到其他车型上。
一汽-大众 1.5 TSI发动机应用规划
在中国市场,大众这台1.5 TSI发动机曾多次“跳票”,最终跳过了第一阶段版本EA211 evo,直接投产升级版本EA211 evo2,首款搭载该发动机的一汽-大众速腾已经上市销售,不过仅将其列为顶配车型(300TSI),根据厂商规划,后续有望拓展至迈腾、探歌、探岳、探影、宝来、蔚领等车型上。此外,奥迪、捷达品牌车型也将搭载这款动力。
大众速腾300TSI DSG卓越版
大众速腾300TSI DSG卓越版 发动机舱
在动力参数方面,大众速腾搭载的1.5TSI evo2发动机最大功率118千瓦,峰值扭矩为250牛·米,拥有可变截面涡轮增压器、主动可变气缸、米勒循环、颗粒物捕捉器等技术,从而实现更好的燃油经济性及效率。不过这款发动机仅能使用95号及以上汽油,大众声称,该发动机的百公里油耗比1.4TSI还要少1升。
大众EA211 1.5 TSI evo发动机技术亮点
大众解释称,“主动气缸管理”依靠ACTplus系统,支持从四缸到两缸的切换,当发动机在低负荷和中等负荷运行时,第二和第三个气缸不点火,深踩油门踏板后,将会被重新激活。
大众速腾1.5T、1.4T、1.2T三款发动机动力参数对比
这台发动机还配备了其他零部件及技术:高压喷射系统产生高达350巴的压力,使用等离子涂层的气缸壁减少了摩擦,带有冷却管道的铸造活塞允许优化燃烧,提高效率。
该发动机还支持一套组合输出200千瓦(272马力)的插电式混动系统,预计下一代大众迈腾、帕萨特、斯柯达速派的部分PHEV车型将搭载这套系统。(以上数据及技术描述均来自大众汽车,具体油耗表现以实际使用为准)
据大众汽车规划,到2030年,电动化车型将占到其总销量的70%。与此同时,重要的内燃机正在进行改进升级,这有两个原因:首先,这将使它们可以满足未来的全球排放标准,比如欧七;其次,大众汽车的内燃机车型在很多市场上仍然受欢迎,尤其是在因为缺乏充电基础设施而导致电动汽车发展缓慢的市场。