大众公司EA111和EA112系列1.4L燃油分层直喷式汽油机(四)
作者:jnscsh 时间:2021-07-04 01:15:21 浏览次数:次
工作。为此,运用内部流动模拟计算来设计布置在增压空气冷却器下面的空气导向肋板(见图64)。另外,进气管由PA6-GF30玻璃纤维加强聚酰胺塑料制成薄壳结构型式。
(7)低温冷却回路
水冷式增压空气冷却器中的热量由一个独立的低温冷却回路(见图65)带走,因此,废气涡轮增压器中间轴承壳体的水冷却与其同时进行,并由塑料三通接头中的节流量孔(经优化试验确定大小)来分配冷却液,并由一个电动冷却液泵确保低温冷却回路中冷却液的流通。为了使冷却系统中的压力平衡并充满,低温冷却回路被连接到主冷却液回路中的平衡水箱。由于节流孔的存在,两个冷却系统之间的冷却液交换被限制,这是非常必要的。因为,两个冷却液回路之间的温差最大可达100℃,而且发动机停机后或车辆滑行发动机倒拖运转时,电动冷却液泵还要对废气涡轮增压器进行后冷却。
2 燃油耗
大众公司开发的新款1.4L-90kW-TSI增压直喷式汽油机,推动了其实施的TSI策略不断向前发展,而不断降低曲柄连杆机构摩擦、优化燃烧过程、实现10:1高压缩比、运用两次喷油运行方式以及优化发动机控制功能等是这种低燃油耗发动机的基石。同时,由于具有优异的稳态和动态扭矩特性值,因而能够与大速比的7挡双离合器手动变速器组合来降低转速水平,与被替代的自然吸气1.6L-85kW-FSI老机型相比,使Golf和Passat轿车明显改善了行驶性能,而且新欧洲行驶循环燃油耗分别降低了约6%~22%和8%(见图66)。
五、新一代1.4L-TSI标准部件模块化增压直喷式汽油机
2012年,大众公司又应用统一的标准部件实现了模块化结构型式,并开发出新——代的TSI(Turbocharqed Stratified Injection)涡轮增压直喷式汽油机(见图67),大大降低了大批量生产和用户维修保养的成本。其内部型号被命名为EA211系列,是专门针对大众集团搭载横置式发动机车型而开发的模块化发动机,替代了EA111发动机系列以及以其为基础的1.4L-TSI增压直喷式汽油机。与老一代机型相比,这种新一代汽油机系列的结构更紧凑,质量最多减轻30%,并可节油10%~20%。
该新机型的开发目标是:①模块化结构,以便能够与大众集团其他机型的安装位置统一,能在全世界组织生产;②紧凑的结构型式,以便能使车辆实现较短的前悬挂;③发动机质量最多减轻30%;④燃油耗和CO2排放降低10%~20%;⑤满足未来欧VI废气排放标准要求。
1 基本结构型式
为了充分利用横置式模块化发动机标准部件的通用潜力,大众公司决定统一车辆动力总成的基本结构,其中安装位置起着重要的作用。迄今为止,EA111系列汽油机都是向前倾斜安装的,其排气侧朝向汽车散热器(水箱)。与之相反,其余所有的机型,即使是柴油机也都是向后倾斜安装的,且排气侧朝向汽车前围板(见图68)。EA211系列发动机安装位置的旋转必须完全改变发动机的基本结构,这样就需要开发一种明显模块化的全新的发动机系列,因此通过采用如变速器连结、冷却和废气装置等方面的统一结构型式,发动机新的总体布置能与车辆取得更好的配合,同时在工厂生产工艺方面也能获得较大的改进潜力。
开发EA211系列汽油机的一个重要目标是紧凑的动力总成结构具有尽可能小的总体外形尺寸,而辅助设备的布置在这方面起着决定性的作用。在这种新的TS汽油机上,空调压缩机和发电机无需附加的支架而是直接紧固在油底壳或发动机机体上的,因此可以布置得十分紧凑,并简化了皮带传动。冷却水泵则被布置在汽缸盖端面发动机一离合器结合面上,通过齿形皮带由凸轮轴驱动。
由于EA211汽油机系列具有紧凑的结构又朝后倾斜12°。安装,因此与老机型相比其前端的结构长度可缩短50mm。在搭载横置式模块化发动机情况下,汽车前桥可以向前移40mm,汽车前悬挂也能相应缩短,由此还能在碰撞性能、车型外形设计和汽车前后桥荷重分配等方面带来好处。
2 新型的发动机标准部件
EA211系列所有发动机的主要特点是:①应用四气门技术;②铝汽缸体曲轴箱;③排气歧管集成在汽缸盖中;④齿形皮带传动凸轮轴。
大众公司已经将新型标准部件装备在排量为999cm3的3缸进气道喷射汽油机上,并作为样机首次亮相。在装备标准部件的EA211系列中,排量为1.2L和1.4L的功率强劲并且节油的小型4缸TSI汽油机成为该新汽油机系列的核心机型。所有机型的特点是缸心距仍保持82mm不变,并且在考虑热力学、声学和功率的情况下,为每一种排量选择了理想的行程一缸径比,1.2L机型缸径为71.0mm,行程为75.6mm,而1.4L机型则分别为74.5mm和80.0mm。
新的TSI汽油机系列覆盖了大众集团众所周知的车型功率等级,它们从63kW开始一直到用于混合动力的110kW机型(见图69和表5)。除了TSI机型之外,装备标准部件的1.4L和1.6L 4缸进气道喷射机型也应用于全球市场。
3 气缸体曲轴箱
EA211系列汽油机的汽缸体曲轴箱被设计成刚度非常好的压铸铝结构型式(见图70),并镶有GJL250片墨灰铸铁汽缸套,这种汽缸套工作表面分4次进行液体射流研磨,并具有非常粗糙的外圆铸造表面,因而能非常坚固地镶铸在铝汽缸体中。这种新型压铸铝汽缸体曲轴箱的质量仅19kg,与1.4L排量的EA111汽油机灰铸铁汽缸体曲轴箱相比,质量轻了16kg。
曲轴箱通风被设计成机体整体式通风型式,并尽最大可能在机体内流动,其突出的特点是具有最佳的耐久性,因为几乎完全避免了外部软管的连接。在冷却水引导方面,机体被设计成可靠的双回路冷却系统。机油冷却器用螺栓固定在汽缸体曲轴箱侧面,其介质供应同样也是完全集成在曲轴箱中的。(未完待续)
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