米乐m6登录流言终结 大众14TSI拆解之缸体活塞篇

　　前面我们已经对1.4TSI发动机的涡轮增压器（点击查看）、进排气和缸盖部分进行了拆解（点击查看），下面我们将为大家介绍1.4TSI的缸体和活塞部分。和涡轮增压技术一样，缸内直喷技术是1.4TSI发动机另外一个关键点，因为与直喷技术最相关就是发动机的供油系统，缸体和活塞结构了。那么，最后就让我们来了解下1.4TSI发动机最内部最核心的缸体及活塞结构。

　　首先，我们先来了解一下缸内直喷到底有何优势。1.4TSI发动机和普通的涡轮增压发动机最大的不同就是其采用了缸内直喷技术。目前市面上一般的电喷发动机都是将喷油嘴安置在进气歧管内，气门之前的位置。因此油气混合的过程是在进气歧管内进行的，在气门打开吸入油气的短暂时间里，进气歧管内的混合气的空然比难以得到十分精确的控制，因此也影响到了最终的燃烧效果。而缸内直喷技术顾名思义就是将喷油嘴直接置于汽缸之内，燃油的喷射和油气的混合均在气缸内进行，使燃油喷射时间和油量与油气混合的控制更为精准。这样，汽缸内的混合气浓度可以得到精确控制，而高压燃油和在缸内湍流的作用下也能够得到更充分的混合，因此，燃烧效率大大提高，同时可以进一步减少尾气中的有害物质。

　　1.4TSI的高压供油系统可以分为发动机控制模块（ECM）、高压油轨、高压油泵和喷油嘴四部分。缸内直喷首先需要解决的是如何将燃油直接喷入压力很高的气缸内，并且喷油系统还需要对喷射的燃油进行精确的控制，这样才能保证缸内直喷的燃烧效率。

　　首先，将燃油直接注入高压的气缸内，就气缸内就必需具备足够的喷射压力。另一方面，要想精确控制每一滴燃油，喷油孔就必须设计得很细小，细小的喷口对于制造精度要求更高。因此要从技术上实现缸内直喷，对高压供油系统设计水平和制造工艺都提出了更高的要求。所以，直喷发动机的燃油供给系统成本和技术含量相比传统发动机有了明显的提高，它也是直喷发动机中最核心最关键的部分。

　　高压燃油泵是燃油加压的关键环节，1.4TSI同时配备高压燃油系统和低压燃油系统，低压为4bar，在低压油泵将燃油送到高压油泵之后，高压油泵可以将汽油加压到100bar的压力（这是普通汽油泵压力的数十倍），并将其送入油轨。TSI的高压燃油泵是一个结构简单的单柱塞泵，用螺栓倾斜的安装在凸轮轴盖上，靠进气凸轮轴上的四方凸轮来驱动。高压油泵里集成了燃油压力限制阀，为系统提供过压保护。高压油泵按照控制单元中的脉冲，只泵入喷射所需燃油量进入燃油分配管，以此减少了高压燃油泵的驱动功率，有助于节省燃油。

　　高压油泵的另一个特点是，供油系统可以在很短的时间（0.5S）内建立起60bar的压力，因此就可以实现在低温条件下的高压分层启动。此外，由于高压油泵在工作之后，内部仍会有较大的压力，因此在拆装过程中都要倍加小心。

　　高压分层启动：在低温条件下，1.4TSI发动机的ECU会调整喷油模式，在点火前提前喷油，利用分层燃烧技术启动发动机。高压分层启动技术不仅能提高低温天气下冷启动的成功率，还有利于降低油耗和排放。

　　控制模块等于是发动机的大脑，它通过采集发动机数据，按照预定程序控制喷油时机和喷油量，从而实现最高燃烧效率。而大众1.4TSI发动机的控制模块则是来自于博世，型号为Motronic MED 17.5.20，为适应国内的油品，这套程序经过了针对性的升级。控制模块拥有一个庞大的数据库，可以通过传感器识别出车辆使用的燃油标号，环境温度和大气含氧量，从而根据这些数据合理调整喷油程序，使发动机达到最佳的工作效果。

　　1.4TSI发动机的喷油嘴被安装在燃烧室的上方，将燃料直接喷入燃烧室，喷嘴工作控制精度为0.01毫秒，喷油压力最高达100 bar，而进气歧管喷射方式的喷射压力一般只有3bar。六孔燃油喷嘴进过优化之后具有更合理的三维喷雾分布，有效改善喷油效果，提高燃烧效率。

　　在欧洲，最早推出的TSI发动机是拥有分层燃烧和缸内直喷两项技术的，而引进国内版本的TSI发动机只保留了缸内直喷技术，在正常工况下取消了分层燃烧技术,这也被很多网友质疑为减配。不过在事实上，除了欧洲市场，大众TSI发动机在全球范围内都没有使用分层燃烧技术，那么这一项 “减配”到底原因何在？

　　首先，我们必须先了解一下到底什么是分层燃烧。我们都知道，气缸内混合气必须达到一定的空燃比后，才有可能被点燃，而能够让缸内混合气在浓度在低于空燃比时依旧被点燃的技术则被称为稀薄燃烧。我们文中提及的分层燃烧便是实现稀薄燃烧目的的手段之一，它能够使发动机在低负荷时的燃烧效率得到大大提高，从而拥有更低的油耗。

　　我们再来了解一下TSI发动机的分层燃烧技术具体工作原理。首先，发动机在吸气行程活塞到达下止点时，ECU控制喷油嘴先进行一次小量的喷油，使气缸内形成稀薄混合气，而在活塞压缩到上止点时再进行第二次喷油，利用活塞顶的特殊结构让火花塞附近出现混合气相对浓度较高的区域，然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气，从而实现气缸内的稀薄燃烧，这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果，使得发动机的油耗更低。

　　分层燃烧的确可以更好的提高低负荷工况下的燃烧效率，但是它也有一个较难克服的问题。在分层燃烧的过程中，由于气缸内混合气的空燃比很低，使气缸内的空气大大超过了维持汽缸内燃油燃烧所需要的量。在气缸内高温高压的环境下，在未参与反应空气中，氧气和氮气就很容易发生化学反应，产生大量的氮氧化物。而为了对付这些氮氧化物，则必须对现行的三元催化器装置进行全面升级，才能达到尾气排放的标准。升级尾气处理系统不仅需要较昂贵的成本，而且使用分层燃烧技术之后对燃油质量要求也更高，会导致消费者使用成本增加。

　　另外，实际应用中，分层燃烧只是在低转速、低负荷工况下使用，节油作用有限，相对于升级三元催化和使用高标号燃油所产生的成本，分层燃烧技术所节省的燃油并不划算。大众在对制造成本和消费者的使用成本进行一番权衡之后，决定在全球范围内取消分层燃烧技术，只保留了缸内直喷均质燃烧技术。所以，没有使用分层燃烧技术的中国市场其实并没有受到不公平待遇，因为大众在在全球范围都已不再使用分层燃烧技术。欧洲市场也只有少部分发动机保留了分层燃烧技术。

　　虽然国内的TSI发动机正常工况下取消了分层燃烧技术，但是对于发动机本身的结构来说，取消了分层燃烧只是在喷油程序做了一些调整，别的地方并没有发生变化。而且，所谓的取消了分层燃烧是指在绝大部分情况下，发动机只使用均质燃烧，但不表示它不能进行分层燃烧。比如在东北地区，天气气温降到零下30度以下时，点火启动就会变得比较困难，此时TSI发动机通过调整喷油程序，使用分层燃烧（高压分层启动）从而保证点火的一次成功。

　　我们看到，1.4TSI发动机的活塞顶结构比较与众不同，它并不是一个完整的平面，而是有一个凹坑，另一侧还有一小段凸起。这样的结构又有什么特殊之处呢？

　　首先，我们需要了解一下什么是均质燃烧。所谓均质燃烧即为普通燃烧方式，燃料和空气混合形成一定浓度的可燃混合气，整个燃烧室内混合气的空燃比是相同的，经火花塞点燃燃烧。这种燃烧方式由于混合气形成时间长，可以使燃料和空气充分混合，燃烧更均匀，从而获得较大的输出功率。均质燃烧的目的是在高速行驶、加速时获得大功率；分层燃烧是为了在低转速、低负荷时节省燃油。

　　1.4TSI发动机活塞顶的特殊结构就是直喷发动机均质燃烧的关键所在。为了将混合气直接导向火花塞，活塞凹坑开口被设计在对向进气门侧，喷油器通过把燃油喷入活塞凹坑中，然后依靠进气流的惯性将油气混合送往火花塞。而喷油嘴则被安置在温度较低的进气门侧，从而避免了喷油器的温度过高。在1.4TSI发动机的分层燃烧技术中，正是因为有了活塞的凹坑结构，第二次喷油时，才可以在火花塞附近形成较浓的混合气。由此可见，活塞顶的凹坑是实现分层燃烧的关键所在，那么取消了分层燃烧的国内TSI发动机是不是就不需要这个设计了呢？

　　其实不然，这个活塞凹坑的设计的另一个作用就是形成气缸内的气旋涡流，在均质燃烧过程中，气旋涡流的可以更好地让气缸内的燃油和空气混合，达到更好的燃烧效果。而且在低温状态下，如果没有气缸顶的凹坑，分层启动就无法实现。

　　轻量化和小型化也是1.4TSI发动机的一大优势，首先，1.4TSI发动机采用了薄壁铸铁技术制造缸体，这就在保证发动机强度与性能的前提下，有效地降低了发动机重。