一汽大众迈腾18tsi发动机双增压技术探究

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1、一汽大众迈腾1.8TSI发动机双增压技术探【摘要】TSI是大众集团开发的一套双增压器分层直接喷射技术，通过对双增压技术的研究，使我们对如何提高发动机工作效率，改善燃油经济性有了新的认识。【关键词】TSI机械增压涡轮增压1.8TSI发动机是一汽大众迈腾（Magotan）的一款发动机。TSI是Twincharged（双增压）、stratified（分层）和Injection（燃油直喷）的首字母缩写。TSI发动机是在FSI技术的基础之上，安装了一个涡轮增压器和一个机械增压器，鉴于涡轮增压和机械增压的特性，机械增压可以从怠速开始就能为发动机提供

2、增压效果，弥补了涡轮增压系统的延时缺点，所以TSI是一种极高效率的发动机形式。1.双增压原理任何一种增压它的目的都是相同的，就是要把空气压缩以后再通入到气缸当中燃烧，这样可以使空气密度更大，这就意味着单位体积内的氧气分子更多。在发动机排量不变的情况下，吸入的氧气分子越多，再配合燃油喷射系统提供的更多的汽油，那么可以输出更高的动力。不管是涡轮增压还是机械增压都是为了达到这一目的而设计的，只不过两者的实现手段不相同。1.1涡轮增压原理我们知道发动机的排气是高温高压的，这就意味着排气中仍然含有巨大的能量。将废气涡轮装在排气管之中则能利用排气能

3、量来驱动涡轮高速旋转，从而能够带动进气涡轮随之高速旋转，以获得压缩进气的能量。所以涡轮增压器是不需要额外的消耗发动机能量的。而且发动机转速越高废气排放速度和能量也越大，使得涡轮的转速也越高，这样进气涡轮压缩空气的能力也越强。对于涡轮增压的发动机来说，转速越高，进气效率也越高，能够发挥出来的功率就越大。所以涡轮增压器对于发动机的高速运转是非常有好处的。但是我们知道，涡轮也是有质量的，有质量的物体就会存在惯性。发动机在怠速工况时转速往往只有几百转，而且在怠速工况时涡轮是不能介入工作的。除了因为发动机转速低，排气能量不足以驱动涡轮高速运转，还

4、有一个更重要的原因就是怠速时发动机负荷低，如果此时涡轮也参与工作，那么发动机会过热，并且耗费更多不必要消耗的汽油。所以怠速工况时，进气和排气旁通阀会自动打开，此时进气和排气都没有经过涡轮，新鲜空气是直接被吸入气缸，废气也是直接排入大气中的。由于增压发动机的压缩比都比较低，所以在涡轮介入之前发动机的动力性是非常差的。即便是低值增压，起码也要到将近1800转/分时涡轮才会起到作用（帕萨特1.8T的涡轮介入转速为1800转/分-2000转/分）。这种状况是非常不适合城市驾驶的。因为城市开车经常要走走停停，所以从怠速到2000转/分这个转速范围

5、段是很频繁使用的。1.2机械增压原理所谓机械增压，就是利用发动机的动力带动一个罗茨压气机，通过发动机本身的动力来压缩空气的一种增压方式。机械增压器的原理与发动机机油泵有些类似，也是与发动机动力相连，只不过压缩的是空气。它与涡轮增压器在性能上最大的区别就是对压气机的转速没有限制。也就是说只要罗茨压气机在转，就可以压缩空气。而涡轮增压器由于是靠高速旋转产生的空气离心力来压缩空气，所以需要非常高的转速（通常涡轮的转速能接近10万转/分钟）。所以即便发动机怠速或者处于1000转左右的低转速，也能连接机械增压器压缩进气。不过出于经济性考虑，怠速工

6、况时电磁离合器是断开的，也就是说怠速时压气机并没有与发动机动力相连，不过只要踩下油门，电磁离合器可以迅速连接发动机动力。所以机械增压能够给汽车带来很好的低转扭矩，让起步时冲劲十足。虽然克服了涡轮增压器迟滞的缺陷，但机械增压也并非完美。由于它需要消耗发动机动力，而且机械增压器中的两个转子相互摩擦会损耗大量的能量。在低转速时,由于转速低损耗也就小，但如果处于高转速工况，那么能量损耗是非常大的。不仅经济性差，高转速时的动力性也要受到影响。2.双增压工作过程2.1双增压系统的结构涡轮增压和机械增压都有着各自的先天缺陷，而这两种增压方式的优缺点又

7、是相互互补的。大众就是利用了这两种增压性能优缺点的互补性开发出了TSI双增压系统，也就是说，TSI发动机拥有两套增压系统，一套靠涡轮压缩进气，另一套靠罗茨压气机压缩进气。电脑既能够控制进排气旁通阀的开闭，也能控制机械增压器与发动机相连接的电磁离合器的开闭。如图，机械增压器和涡轮增压器在进气道中是被串联在一起的。空气从空气过滤器进入到进气管以后，首先要经过机械增压器，然后通过进气管的引导再经过涡轮增压器，最后进入到进气歧管当中去。虽然机械增压器和涡轮增压器是相互串联在一起的，但两者并不都是同时工作。2.2怠速工况时双增压的运行过程当发动机

8、处于怠速工况时（通过节气阀开度传感器可以测得），机械增压器的电磁离合器是分离的，此时发动机与机械增压器之间动力是断开的（这就意味着增压器没有消耗发动机功率），而且机械增压器附近的进气旁通阀打开，空气并没有流