发动机技术巡礼(2) 大众1.4TSI发动机详解

● 双循环冷却系统

　　1.4TSI发动机中采用了两套独立的冷却系统，一套是依靠发动机动力实现对其自身冷却循环的冷却系统（主冷却系统）。另一套冷却系统是通过电动水泵驱动，主要用于对涡轮增压器和增压空气的冷却（副冷却系统）。限流器将主、副冷却循环管路连接起来，并共用一个平衡液罐。

　　主冷却循环系统。主冷却循环管路可以分为两个循环管路，一个循环管路流过气缸体，另一个循环管路流过气缸盖。通过双节温器，实现对冷却液的分流。三分之一流经发动机缸体，用于冷却气缸。三分之二流经气缸盖，用于冷却燃烧室。节温器1控制气缸体的冷却液，节温器2控制气缸盖的冷却液。

　　使用双节温器分离两个循环回路，主要有两个优点：一是快速加热气缸体，可以降低曲轴连杆机构内部的摩擦；二是气缸盖得到良好的冷却，降低了燃烧室的温度，增加容积效率且降低发生爆震的可能性。

　　副冷却循环系统。由电机带动的冷却循环系统，主要包括两个循环通道，一个是经过涡轮增压器，对涡轮增压系统进行冷却；另一个是经过进气歧管内的冷却器，对增压空气冷却。主要由冷却循环泵把冷却液从辅助冷却器中输送至增压空气冷却器和废气涡轮增压器中。

　　冷却液循环泵会在不同的发动机工况下，由ECU控制进行智能地工作。如发动机启动后的短时间内；进气歧管内增压空气温度持续超过50°C；输出扭矩持续在100Nm以上；增压空气冷却器前部和后部的增压空气温度小于8°时等情况下冷却液循环泵才会工作。

　　由于这套系统不是由曲轴驱动的，在发动机长时间高速行驶后，如车主直接熄火，这套独立的冷却系统仍会自动工作一段时间，消除涡轮增压器因过热产生的故障隐患。

● 进气歧管翻板

　　其实要满足缸内的分层充气、均质稀混合气等多种不同燃烧室充气模式，“进气歧管翻板”就起到很重要的作用。如发动机在低速工况采用分层充气模式下，通过进气歧管翻板关闭下进气通道，可以减少气流通过的横截面，来增加气流流速，结合活塞顶的特殊设计，有效形成强烈的进气涡流，有利于“分层”模式下混合气的形成与雾化。

　　同样地，当发动机进入高速工况采用均质混合气模式时，进气歧管翻板开启下进气通道，增大气流通过的横截面，以获得更多进气，提高发动机的输出功率。

　　不过，由于国产的1.4TSI发动机取消了“分层燃烧”，进气歧管的翻板也被取消，同时对进气歧管的设计做了相应的改进，如在进气道外缘的气门座上设计一个倾斜的凸峰，可以使进气缸内形成特殊的涡流，让汽油与空气混合得更充分。而“小截面，增流速”、“大截面，增流量”的进气效果，可通过节气门来实现。

● 进气门可变正时

　　EA111系列1.4TSI发动机上也应用了VVT可变气门正时技术，不过只应用到进气系统上，即进气可变气门正时。这套系统主要通过ECU电子控制单元、叶片槽式调节器、凸轮轴调整电磁阀等元件实现气门正时的连续可变。

　　叶片槽式调节器结构。由外壳体、内部叶片转子以及位于叶片转子内部的锁销组成。外壳体与外部的正时齿轮固定，由曲轴带动。而内部的叶片则直接与进气门凸轮轴固定，并与之一同旋转。

　　首先通过ECU分析凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器等相关元件反馈的信息，再与ECU存储的最佳参数对比后，发出指令控制凸轮轴调整电磁阀。然后通过双油道机油压力差值来驱动调节器中的叶片，带动凸轮轴旋转改变进气相位实现气门正时的“提前”或者“滞后”，从而实现气门正时的连续可变，正时相位调节角度范围可达20°的凸轮轴角。福特GTDi发动机进排气门都有可变气门正时，可调角度均为50度。