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怎么省的油 奥迪全新2.0TFSI发动机前瞻
2015-07-10   来源:新浪汽车 穆正凯   作者:王怡潇   点击:
                                           怎么省的油 奥迪全新2.0TFSI发动机前瞻

    前些天,奥迪在2015维也纳汽车研讨会上发布了一款全新2.0升TFSI汽油直喷涡轮增压高效发动机。官方称,这台发动机按照新欧洲行驶循环(NEDC)下的油耗低于5L/100km,“傲视同级产品”。每当看到这样的新闻,编辑就习惯性地在心里先打上个问号:“凭什么!?”

    据悉这台2.0TFSI发动机将会搭载到下一代奥迪A4车型上面,这么重要的车型变了心,网络上除了官稿居然再无深解。遗憾的是,网络搜索+四处打听都没能获得有关这台发动机丰富的细节资料,更别提实物拆解了。作为一只具有纯种理工高贵血统的编辑,打算就手里掌握的一些信息,给大家做个简单的技术释疑。

  基本参数

    相比奥迪车型现在使用的EA888 2.0T发动机,它的最大功率提升了8kW,最大扭矩没变,不过对应输出转速由1500rpm提升到了1450rpm。嗯,从发动机技术更新的角度来看,动力参数是一次中规中矩的提升。不过重点在于油耗方面,相信也是这台新引擎着重发力的地方。

  信息点释疑

    官稿中的这句话,一般人都看不大懂。我来用或许不够严谨,但一定很简单的话表述一下吧。所谓“曲轴角”,指的是整个有效进气过程中活塞行程对应的曲轴旋转角度,从原来的190°降低到140°,也就说明进气时间缩短了,ECU同时控制喷油量,最终缸内的混合气总量以及油气比例得到控制,提升燃油经济性。不难推测,这是在发动机低负荷情况下才会采取的控制措施。

    这句话其实是针对上一条的补充,进气时间缩短了,如果气压保持不变,那么气缸压力就会降低,直接影响到压缩比。至于用了什么方法升高了进气端压力,有一种说法是工程师在原有涡轮增压器的基础上又增加了一套依靠电力驱动的“电子涡轮”,但个人觉得这种说法可信度不高,因为“电子涡轮”这项技术目前还只在奥迪的3.0TDI等柴油机上成熟使用,能放到汽油机上面的话,奥迪一定会大说特说。当然我们也期待后续有机会进行发动机深度解析,到时候就能告诉大家全新2.0T到底是如何提高进气端压力了。

    这才是重中之重,这次大多数技术亮点的实现,其功能基础都来自奥迪这套AVS可变气门升程系统。奥迪官方声称全系2.0TFSI发动机“采用创新的燃烧方式,核心原理可与米勒循环相比。”

    这是一句正确的废话。为什么呢?早在发动机诞生之初,大家普遍用的都是奥托循环,这种循环下发动机的压缩比=膨胀比。就像这样:

    我们知道,要想让发动机热力学效率更好/动力更强,可以通过提高压缩比实现,但是高压缩比会带来严重的后果——爆震。因此,工程师们就想到了另外一个途径——加大活塞行程(提升动力),然后只要让压缩比不太高,或者干脆吸气行程<压缩行程,照样能提升动力和燃油经济性。在1882年,聪明的英国人詹姆斯·阿特金森研究出了阿特金森循环,通过纯机械结构实现了活塞的做功行程大于压缩行程,那么自然膨胀比就大于压缩比了。当时的机械原理是这个样子(这哥们儿数学一定特好):

    由于这套曲柄连杆太复杂了,体积又大,没能得到量产推广。大约在75年前,一个叫米勒的工程师发现,如果在压缩行程开始时,想办法推迟进气门的关闭,那么会有一丢丢混合气被顶出进气门,虽然膨胀比和压缩比变大了,但是压缩后的混合气少了,避免了爆震,于是米勒循环诞生了。就像这样:

    故事讲到这里,大家就明白了吧。官稿中那句“核心原理可与米勒循环相比”,闹半天就是通过AVS系统调节进气门,实现了米勒循环的效果!

    由此可见,全新2.0TFSI发动机,之所以能同时做到动力微涨+油耗降低,理论上是采用了米勒循环的思想,实际则是通过AVS实现。这不能算是革命性的技术进步,说它有多创新也不至于,但AVS系统的潜力再次被挖掘是事实。当然,我们不能说将来搭载这台发动机的A4L就一定能开到5L/100km,不过效果总归会有的。

 


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