大眾將為1.4TSI發(fā)動(dòng)機加入汽缸休眠技術(shù)

大眾在引入缸內直噴、分層燃燒和渦輪增壓等技術(shù)之后，將為直列四缸汽油機加入ZAS汽缸休眠(可變排量)技術(shù)進(jìn)一步降低油耗和排放。首款使用汽缸休眠技術(shù)的發(fā)動(dòng)機將是我們熟悉的1.4 TSI，大眾ZAS系統在低負荷和中等負荷工況下將自動(dòng)對兩個(gè)汽缸停止供油和停止點(diǎn)火，并讓氣門(mén)保持閉合狀態(tài)。預計首款使用ZAS技術(shù)的1.4 TSI發(fā)動(dòng)機將于2012年年初發(fā)布。

大眾表示按照歐洲的油耗測試標準，1.4升TSI發(fā)動(dòng)機在使用ZAS汽缸休眠技術(shù)之后每百公里油耗將降低0.4升。在某些特定的駕駛狀態(tài)下，百公里最高可節省1升燃油。大眾將成為首家在批量生產(chǎn)的渦輪增壓四缸發(fā)動(dòng)機中引入汽缸休眠技術(shù)的汽車(chē)制造商。

大眾1.4 TSI ZAS汽缸休眠技術(shù)　　

大眾汽缸休眠系統的工作原理

大眾的這套發(fā)動(dòng)機汽缸休眠系統通過(guò)一套復雜的控制機構對第二缸和第三缸的工作凸輪進(jìn)行切換，從而控制第二缸和第三缸的工作狀態(tài)。凸輪軸控制機構共計四套，在進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪上各安裝兩套，對第二缸和第三缸的八個(gè)氣門(mén)進(jìn)行控制。第二缸和第三缸的凸輪軸為空心軸，第一缸和第四缸的凸輪軸從中穿過(guò)，并利用花鍵帶動(dòng)第二缸和第三缸的凸輪軸一起轉動(dòng)。由于是采用花鍵連接，因此第二缸和第三缸凸輪軸能夠沿著(zhù)軸線(xiàn)方向在第一缸和第四缸的凸輪軸上左右移動(dòng)。

1.4 TSI ZAS汽缸休眠技術(shù)工作原理　　

在第二缸和第三缸凸輪軸上的每個(gè)常規凸輪旁都緊挨著(zhù)一個(gè)與凸輪軸基圓半徑相同的零升程凸輪(也就是圓形)。當常規凸輪與氣門(mén)搖臂上的滾針軸承接觸時(shí)，氣門(mén)將實(shí)現正常的開(kāi)閉動(dòng)作，當切換到零升程凸輪時(shí)，氣門(mén)則處于常閉狀態(tài)。

前面提到的凸輪軸控制機構通過(guò)第二缸和第三缸凸輪軸上的一個(gè)圓柱凸輪控制第二缸和第三缸凸輪軸的左右位置，從而實(shí)現常規凸輪和零升程凸輪之間的切換。當凸輪軸控制機構切換到零升程凸輪的同時(shí)，發(fā)動(dòng)機控制系統切斷供油，進(jìn)入雙缸工作模式。反之，當切換到常規凸輪時(shí)，則重新開(kāi)始供油，進(jìn)入四缸工作模式。這意味著(zhù)從雙缸到四缸，或者從四缸到雙缸的切換僅需凸輪軸轉180度就能完成，根據發(fā)動(dòng)機轉速的不同約耗時(shí)13到36毫秒，并且在整個(gè)切換過(guò)程中還伴隨著(zhù)點(diǎn)火系統和節氣門(mén)的調整。

發(fā)動(dòng)機控制系統通過(guò)油門(mén)踏板傳感器的信號判定駕駛員的意圖。如果油門(mén)踏板的變化頻繁，例如正處于迂回的道路中，或者正在寬敞暢通的道路上激情駕駛，發(fā)動(dòng)機控制系統將不會(huì )進(jìn)入休眠狀態(tài)。大眾發(fā)動(dòng)機休眠控制系統的總質(zhì)量?jì)H有3千克，其結構非常緊湊，控制機構、凸輪軸和凸輪軸支承都位于發(fā)動(dòng)機缸蓋罩內。

油耗最高降低1升

按照NEDC歐洲綜合油耗測試模式為新款1.4 TSI發(fā)動(dòng)機測得的油耗結果顯示，在配備發(fā)動(dòng)機自動(dòng)休眠技術(shù)之后，百公里油耗降低0.4升，每公里二氧化碳排放減少8克。如果再裝上發(fā)動(dòng)機自動(dòng)起?？刂葡到y，在變速箱處于空擋狀態(tài)下將發(fā)動(dòng)機熄火，那么百公里油耗將降低0.6升。發(fā)動(dòng)機休眠系統在汽車(chē)處于中等速度勻速巡航時(shí)的節油效果最佳。當速度處于50 km/h，利用三擋或者四擋巡航時(shí)，百公里油耗將因為發(fā)動(dòng)機休眠系統降低1升。在70 km/h速度下使用五擋巡航，百公里油耗仍可降低0.7升。

新款1.4 TSI發(fā)動(dòng)機在渦輪增壓系統的幫助下，峰值馬力輸出達到140 ps，250 Nm的最大扭矩可在1,500 rpm到4,000 rpm之間獲得，排放可達到歐洲6號標準。

發(fā)動(dòng)機擁有出色的輸出特性

當1.4 TSI發(fā)動(dòng)機的轉速介于1,400 rpm到4,000 rpm之間時(shí)，發(fā)動(dòng)機汽缸休眠控制系統都可啟動(dòng)，雙缸狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機扭矩輸出將比四缸狀態(tài)降低25 Nm到75 Nm。在歐洲的燃油經(jīng)濟性測試中，大約有七成的測試距離，汽缸休眠控制系統都處于工作狀態(tài)，也就是說(shuō)僅有兩個(gè)汽缸參與工作。首先，燃燒室中充滿(mǎn)了空氣，這些新鮮空氣令汽缸壓力保持在最小的狀態(tài)，從而降低了能量的損耗。其次，汽缸休眠控制系統將第二缸和第三缸的進(jìn)排氣門(mén)關(guān)閉之后，曲軸每轉一圈僅點(diǎn)一次火。休眠的兩個(gè)汽缸的活塞由曲軸帶動(dòng)，處于工作狀態(tài)的第一缸和第四缸提升了工作效率，因為它們擁有更高的工作負荷。

汽缸休眠對NVH影響小

駕駛者只有將行車(chē)電腦調整到瞬時(shí)油耗顯示狀態(tài)，才能察覺(jué)到發(fā)動(dòng)機汽缸是否處于休眠狀態(tài)。否則將難以察覺(jué)到該系統的運作，究竟是兩個(gè)汽缸還是四個(gè)汽缸一同發(fā)力。新款1.4 TSI發(fā)動(dòng)機擁有極佳的運轉平衡性，即便在雙缸運轉模式下仍然非常安靜和平穩。