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科技制胜 速腾1.4TSI+DSG技术背景资料

发布时间:2012年05月27日 03:56 | 进入汽车论坛 | 来源:汽车点评网 | 手机看视频


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一、1.4TSI发动机

1) 1.4TSI发动机概述

结合了紧凑型设计、燃油直喷及增压技术的1.4TSI发动机,实现了超乎寻常的高功率输出和扭矩表现,而且排放和油耗都很低。由于发动机结构紧凑,质量小,因此转动惯量也小;采用新的加工工艺等技术,摩擦损耗降低,提高了发动机的机械效率。新一代的增压系统,提高了发动机动力性和响应特性;采用新的直喷技术提高了发动机的压缩比和燃烧效率。因此与传统的发动机相比,更加高效,强劲;而且节能、环保。

科技制胜 速腾1.4TSI+DSG技术背景资料

速腾

2) 1.4TSI发动机的主要特点

1.4TSI发动机的主要特点有轻量化紧凑型设计、新的燃油直喷技术及新一代增压技术。

轻量化紧凑型设计:应用“Downsizing”理念设计出来的1.4TSI发动机在减小尺寸方面,用较小排量的发动机取代较大排量的发动机。由此降低了内部的摩擦和燃油消耗,而功率和扭矩没有降低。应用这个理念设计、制造的发动机,相对功率相同的传统发动机而言,将消耗更少的燃油。这就满足了用户对于发动机在省油的同时具有更高的动力性能的愿望。达到了“又要马儿快快跑,又要马儿少吃草”的目的。

新的燃油直喷技术:喷油嘴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。这是大众将其首创的柴油机缸内直接喷射技术移植到汽油发动机领域的一项革命性的创新技术。通俗地说就是将汽油和空气单独注入燃烧室,空燃比的控制更加精确,燃油的雾化效果好,油气混合充分,从而使得燃烧更彻底,提高燃烧效率、降低尾气中有害气体的含量。由于配备了按需控制流量的低压燃油系统和带有调节装置的高压燃油系统和新的高压喷嘴技术,能够根据需要适时、精确地将燃油直接喷入发动机汽缸内并实现均质燃烧,从而获得良好的冷启动性能和动力性。汽油直喷技术最显著的优点是在提供更大的输出功率和扭矩的同时,获得了良好的燃油经济性,并降低了排放。毋庸置疑,燃油直喷技术代表着汽油发动机的最新发展方向。(传统的发动机采用的是将汽油和空气在进气歧管中混合后再进入燃烧室的,称之为进气歧管喷射方式,这种技术叫多点喷射技术)
事实证明,在同等排量的情况下,采用燃油缸内直喷技术比传统的多点喷射技术的发动机功率和扭矩显著提高。汽油经新型高压燃油泵和6孔喷油器直接喷入汽缸内与涡轮增压器压缩进来的空气混合,带来了更理想的油气混合及更高的压缩比,使燃烧过程更充分,动力输出更强劲。

当然这是技术不断改进的综合成果,从而实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合,是当今汽车工业发动机技术中最成熟、最先进的燃油直喷技术,引领并延伸了汽油发动机的发展趋势。

新一代增压技术:1.4TSI发动机的涡轮增压器的动力来自发动机排出的废气。涡轮增压系统能够提高进气压力,增加进气量,使得TSI比非增压发动机和其他增压发动机效率更高,在明显改善动力性的同时,油耗也有较大幅度的下降。在道路条件优良的工况下则具有更低的油耗。而且车辆动态响应更迅速,中速加速性能更强。值得一提的是TSI发动机熄火后,一个独立的冷却系统会自动启动,继续为发动机降温,保护涡轮增压系统。

1.4TSI发动机的涡轮增压器采用新的增压空气冷却技术,使涡轮增压器响应更灵敏,在发动机转速1500r/min-4500r/min范围内可以达到高于200Nm扭矩输出,通常3500r/min以下是驾驶车辆常用的转速范围。另外1.4TSI发动机摒弃了正时皮带,取而代之的是正时链条,具有寿命长,终身免更换的优点。1.4TSI汽油直喷发动机还实现了高标准的低振动与低噪声,是四缸发动机所能达到的最佳境界,由此带给驾驶者和乘坐者带来超级宁静的享受。使舒适性得到了大幅度的提高。

应用以上这些技术,1.4TSI发动机实现了超乎寻常的高功率和高扭矩输出,而排放和油耗却很低。小排量发动机摩擦损耗低,增压技术改善了动力性能,从而进一步提高了燃油经济性。此外,直喷技术提高了压缩比,与增压技术相结合,进一步提高了发动机效率。因此与传统增压汽油发动机相比,更加节能。由于1.4TSI发动机拥有上述诸多创新,权威机构评价它领先同行十年。

3)1.4TSI发动机的动力性

1.4TSI发动机虽然排量只有1.4升,属于小排量发动机。虽然排量比所有中级和中高级轿车的发动机的排量都小,但是它的动力性却毫不逊色。是不折不扣的“小排量,大功率、大扭矩”。

1.4TSI发动机的最大功率为96kW(5000r/min)。即在5000转时,输出功率达到最大值的96千瓦。最大功率了决定轿车的最高车速。车重为1.4吨的速腾1.4TSI手动款最高车速为203km/h。自动档为200km/h。

1.4TSI发动机的最大扭矩为220Nm(1750-3500r/min)。即在1750~3500转的宽转速范围内,输出扭矩达到最大值220Nm,最大扭矩决定了轿车的加速能力。而且1500r/min-4500r/min转速区间内输出扭矩都超过200Nm,超过最大扭矩的90%,使车辆在较宽的发动机转速范围内都有很理想的加速性。以车重为1.4吨的速腾1.4TSI车型无论手动款还是自动款为例,其0~100km/h加速时间均为10.2s。由此可见,1.4TSI发动机具有十分强劲的动力性。

4)1.4TSI发动机的低排放

1.4TSI发动机的排放可以满足欧Ⅴ标准。由于我国目前实施的是国4排放标准(相当于欧4标准),因此,装备1.4TSI发动机国产车型是按满足国4 (相当于欧Ⅳ标准)公布的排放水平。实际上,1.4TSI完全具备满足欧5的技术水平。

由于1.4TSI发动机的排量小,油耗低,燃烧效率高,加上自身摩擦损失也小,不仅大幅降低了油耗、降低了二氧化碳(CO2)和有害气体(HC,CO,NOX)的排放量。所以它还是一款绿色发动机。大众1.4TSI发动机的研发成功再一次说明强劲动力与节能环保并不矛盾。

5)一汽-大众引进 1.4TSI发动机的意义

一汽-大众始终致力于科技创新,在为客户提供超值驾乘体验的同时,更关注创造发展与环境之间的和谐共生,为此在国内最先应用了TSI发动机,为客户制造了动力卓越,绿色环保的时代座驾。一汽-大众是首家使用1.4TSI发动机的中国汽车生产企业。为了追赶世界先进水平,为给国内用户提供更加完美的产品,响应全球节能降耗战略和国家政策的号召,体现高度的企业社会责任,一汽-大众适时引进了1.4TSI这款高效、经济、节能、环保的先进发动机。

二、DSG变速箱

1)DSG概述

DSG是Direct Shift Gearbox的英文缩写,直译为“直接换档变速箱”,因其换档迅速,换档过程不存在停顿而得名。但“双离合器”是这种新型自动变速箱技术区别于其它自动变速箱的核心部件,是其技术特征的关键所在,因而将其命名为“双离合自动变速箱”(Double-clutch Gearbox)更为贴切。双离合自动变速箱有二个离合器,分别与奇数和偶数档位齿轮相关联。如您所料,当奇数档位运行时,相邻的偶数档位齿轮已经被预选并啮合,处于待命状态。一旦换档条件得到满足,奇数档离合器分离,同时偶数档离合器结合。同样,当偶数档位运行时,相邻的奇数档位齿轮已经被预选并啮合,处于待命状态。一旦换档条件得到满足,偶数档离合器分离,同时奇数档离合器结合。

上述换档过程极为迅速,比手动档变速箱要快,因而换档平顺,不产生动力间断,而且没有顿挫感。

2)DSG的结构

DSG的机械部分的结构和我们熟悉的手动变速箱一样,都是由离合器、输入轴、输出轴、各档位的齿轮、同步器和换档拨叉等等零部件组成的。只不过DSG拥有二个离合器(因此得名“双离合器变速箱”)、二根输入轴、二根输出轴和四个换档拨叉,实际上是通过非常具有想象力的结构设计把二个手动变速箱即齿轮箱巧妙地集成组合在一起了。

DSG的控制部分又和传统的自动变速箱一样,是电脑(控制器)和液压机构集成组合而成的电液控制单元。电液控制单元对系统液压及电子的复杂动作进行精准的控制。

控制系统不仅控制DSG自身,还要协调发动机控制单元等,实现一系列复杂的换档动作。其控制原理和工作原理也和传统的自动变速箱差不多。
DSG综合了手动变速箱和传统自动变速箱的结构特点,用“手动箱,自动拨” 6个字来概括DSG的结构和原理是再贴切不过的了。

科技制胜 速腾1.4TSI+DSG技术背景资料

3)DSG的换档原理

DSG和手动变速箱一样通过不同的齿轮组合产生变速变矩。DSG的关键部件双离合器由2个离合器(K1、K2)组成。一个离合器控制奇数档位齿轮,另一个离合器控制偶数档位齿轮。

DSG的变速变矩过程:车辆启动,司机挂档行驶,离合器1(K1)闭合,发动机动力通过输入轴1(S1)和离合器1(K1)传递动力到1档齿轮,车辆以1档运行。
随着车速增加,控制单元指挥2档齿轮“预先”进行啮合,使离合器2(K2)处于待命状态,但是,离合器2(K2)还没有结合,尚未被“激活”。因而,车辆仍然以1档来行驶。

当车速达到2档的换档点时,K2立即结合,与此同时, K1迅速分离,发动机动力则立刻转换为通过离合器2(K2)和输入轴2(S2)进行动力的传递,换档完成,车辆以2档行驶。由于2档齿轮已经是预先啮合的,换挡过程只有双离合器的切换动作,因而动作迅速,在瞬间完成。

同样,随着车速进一步提高,在换到3档前,3档齿轮也进行“预先”啮合,进入“待命”状态。同样,此时K1还是处于打开状态,没有动力传递到3档,而达到3档的换档点时,K2打开,K1同时迅速结合,再次转为通过输入轴1和3档齿轮将动力传递至车轮。换档系统以同样的动作换至4、5、… … 档。

简言之:DSG的变速机构预选下一档位,利用其核心部件——双离合器的交替“离合”实现快速换档。换档过程中发动机动力持续输出,不产生间断,使车速提升迅速而平顺,因此无顿挫感。快捷、平顺、持续输出的动力,DSG的这些优势为驾驶者带来更多驾驶乐趣。

综上所述,DSG综合了手动变速箱和传统自动变速箱各自优点,用“手动箱,自动拨” 6个字来概括DSG的结构和原理是再贴切不过的了。

4)DSG的优势

不同原理的变速箱各具优势,而就综合势力而言,DSG是当今世界上最先进的、最具革命性的变速箱。由于没有液力变矩器,在传动过程中的能耗损失非常有限,大大提高了轿车的燃油经济性。三轴式的前进档的传统齿轮机构,增加了动力的分配。此外DSG具有手动和自动2种控制模式。当进入逻辑控制模式下可以根据司机的意愿自动实施换档控制。

在换入下一档之前,DSG已经预先将下一档的齿轮啮合,因而在换档时,只有快如闪电的双离合器的切换动作,耗时不到0.3~0.4秒(专业车手开手动档车最快换档时间也要0.5秒),因此动作迅速而平顺,瞬间完成,不产生动力间断。

这为提高车辆的动力表现带来了直接好处:使车辆动力性能提升。以配备6档DSG的迈腾1.8TSI车型为例,其0到100公里/小时加速需时9.5秒,比配备6档AT自动变速箱的车型快了1.1秒,和手动档车型的表现(9.4秒)相差无几。

事实上DSG的结构原理与MT手动变速箱相同,换档时间比手动更短。换档时机更加合理,所以其传动效率更高,从而使油耗降低。

同样以配备6档DSG的迈腾1.8TSI车型为例,在动力表现提高的同时,其油耗却比配备6档AT车型的百公里油耗降低了0.4升。其实,6档AT已经是非常先进的了,相对有些厂家还在使用4档或5档AT,6档AT在燃油经济性方面的表现已经很出色了。而DSG则又为自动档车型带来了油耗的进一步降低。

DSG在提高动力性能,为驾驶者带来更多驾驶乐趣的同时,不再以更多油耗为代价,充分满足了消费者对驾驶乐趣和节油的双重追求!正所谓“又要马儿快快跑,又要马儿少吃草”,DSG已经成为当前世界上最先进的、最具革命性的变速箱,是乘用车传动技术的发展趋势。

5)TSI+DSG完美组合

TSI发动机结合了燃油缸内直喷和涡轮增压技术,使发动机效率、燃油经济性、动力性能和排放控制等都明显改善,已成为发动机技术的发展趋势。特别是其“高、宽、平”的扭矩特性在低速行驶的城市交通以及高速行驶的路况都具有出色的动力表现。DSG双离合自动变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点,以更低的油耗实现了更为快捷的换档,为人们带来了更为舒适、更富乐趣的驾驶感受。TSI与DSG的完美结合则进一步提高了燃油经济性,使油耗降低、排放更清洁,动力则更为强劲。

TSI与DSG是节能环保的汽车动力技术,让汽车跑得更快,为消费者带来更多驾驶乐趣。TSI和DSG将越来越多地装备于一汽一大众的轿车产品上。

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