TSI汽油发动机..doc

1 绪论 1.1 选题背景 随着当今汽车行业技术的迅猛发展，汽车发动机追求的是一种节能、低排、高性能的方向，德国大众汽车公司在2007年开发出来的一款发动机就同时具备了小巧、宁静、节能、大转矩和高环保性能。它就是双增压缸内分层直喷汽油发动机( Twincharged Stratified Injection,TSI)，汽油发动机具备了高压、分层直喷、增压、精密等诸多现代发动机技术特点。 具有高效节能、转矩与功率大、更加环保以及体积小巧、噪声低等性能特点，同时TSI在没有采用可变压缩比、闭缸控制等复杂技术的前提下减小了排量，节约了很大的成本。降低排量的同时提升发动机动力性是未来发动机技术的发展的方向，更符合节能环保的要求。大众汽车TSI汽油发动机以涡轮增压和机械增压，再加上缸内直喷技术实现了对发动机动力的提升，同时又凭借新一代空气动力学优化，让进气气流的分布状态有助于降低能量损耗，从而达到使涡轮增压器能够更早更快起动、动态响应更加灵敏。其最明显的优势特征在于TSI汽油发动机在低转速时即可产生高扭矩，并在一个很宽的转速范围内保持最大扭矩输出，动力输出持续饱满。 TSI汽油发动机的双增压技术实现了机械增压与涡轮增压的完美结合，成功解决了增压器之间的协调，两种增压器优势互补，并与发动机工况实现优化的匹配。因为其优异的性能，符合了发动机节能、低排、高性能的发展方向。所以被很多车型所运用，如大众CC、奥迪A4L、进口尚酷等，车上配置的都是TSI汽油发动机，而且这些车型的销量也非常的可观。 1.2 研究的目的及意义 通过研究分析大众TSI汽油发动机的关键技术，要了解它小巧、宁静、节能、大转矩和高环保性能的特点所在。在油价不断上涨的今天，社会提倡资源节约型社会，任何事都讲究高效率。小排量、高效率的发动机被越来越多的人所青睐。而大众公司新开发的TSI汽油发动机正是顺应了社会的需要，TSI汽油发动机运用了发动机最先进的技术，它融合了TDI柴油机和FSI汽油机的设计理念，采用了双增压技术，同时能够满足了高效率和大功率的要求，通过分析大众TSI汽油发动机的关键技术与原理，要掌握涡轮增压和机械增压技术之间是怎样结合在一起的，以及TSI汽油发动机运用的缸内直喷技术。要从分析的过程中了解该发动机节能高效环保和大扭矩的特点所在，并要求深入掌握该发动机的各种技术。 在城市中走走停停，发动机最主要的工况集中在中小负荷，这使大排量发动机不得不经常把节气门开度放在很小的位置，造成巨大的泵气损失；而在同样情况下，大众TSI汽油发动机的涡轮增压器并不参与工作，相当于一款低排量的自然吸气发动机，显现出节省燃油的优势；而在高负荷时，TSI汽油发动机则通过涡轮增压增加进气量，从而产生更高的动力，达到与大排量发动机相同甚至更优的动力性能。此外，发动机排量减小可以有效降低发动机的体积和重量，对于整车布置和降低油耗都会带来直接的益处。 虽然TSI汽油发动机有着许多优异的性能，但是也存在着许多弊端，如对燃油的品质要求较高和对发动机的材质要求高，通过分析，要对TSI汽油发动机有一个全面的认识。 1.3 国内外汽油机技术的发展现状 目前，为了在发动机高输出功率、低尾气排放和燃油经济之间寻找到平衡点，各大厂商频频使用涡轮增压系统。涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。如今之汽车市场，多家车企都有各自的一套涡轮增压系统，可谓一直上演着“T”字之争，每家车企运用涡轮增压发动机有各自特点和优势。宝马汽车公司的BMW760Li、X5M、新一代Z4等新品均搭载双涡轮增压技术和高精度直喷系统。其中，BMW760Li使其12缸动力单元可实现400Kw最大功率，并且在转速仅为1500r/min时就可以提供750 N·m的最大扭矩。两个涡轮增压器布置在双侧气缸的外部，每个增压器负责给6个气缸压入新鲜空气，帮助它的最大扭矩区间从1500RPM上升到5000RPM。X5M搭载了宝马的4.4升V8双涡轮增压发动机，配备了高精度直喷系统（High Precision Injection，HPI），最大功率408KW/6000转，峰值扭矩678 N·m /1500～5650r/min。沃尔沃S80L3.0T6AWD搭载了先进的3.0L直列六缸涡轮增压发动机0至100公里/小时加速仅需7.2秒，如果用风驰电掣来形容似乎一点也不为过。而T6发动机所采用的双涡流技术，分两个阶段吸入废气，流入的气体分成两部分，分别流入三个气缸。双涡流技术使用了更紧凑、更高效的涡轮增压器，并使其反应迅速，与双涡轮增压器不相上下。3.0T6AWD车型配有沃尔沃全轮驱动系统，采用了电控液压离合器，在前后轮之间分配