高尔夫TSI Trendline1.2L TSI发动机解析

　　大众日本在“高尔夫”车型中追加了配备新开发的1.2L直喷涡轮汽油发动机“1.2L TSI”的“高尔夫TSI Trendline”（图1）。该发动机是曾配备于上一代车型而未在现行车型中配备的1.6L自然吸气发动机的替代品，其特点是，加上变速箱的改进效果，燃效提高了35％。

图1：“高尔夫TSI Trendline” 配备了新开发的1.2L TSI发动机。

　　对于目前正在日本销售的高尔夫而言，新开发的1.2L TSI发动机是继1.4L直喷涡轮发动机款、1.4L直喷涡轮发动机+超级增压器款、2.0L涡轮发动机款之后的第4款产品（图2）。简单说可以看作是将“波罗”配备的1.4L自然吸气发动机的缸径缩小，使排量减至1.2L，并搭配涡轮增压器而成的。

图2：新开发的1.2L TSI发动机通过采用铝合金汽缸体等，使重量比原来的1.4L TSI发动机减轻了24.5kg。

　　1.2L TSI发动机的最大特点是，采用了铝合金压铸汽缸体。排量相近的1.4L TSI原发动机也属于与1.2L TSI发动机相同的“EA111”形式发动机。但1.4L TSI发动机采用的是铸铁汽缸体。

　　尽管在日本成品车厂商中还没有这种先例，不过大众公司的EA111系列发动机中，采用铸铁汽缸体的产品和采用铝压铸汽缸体的产品同时存在。这些发动机不仅缸径与冲程（Bore/Stroke）以及缸距（Bore Pitch）等基本尺寸一致，就连法兰（Flange）的形状等的主要尺寸，在铸铁汽缸体机型与铝压铸汽缸体机型上也都是通用的。

　　采用铝压铸汽缸体的1.4L自然吸气发动机和采用铸铁汽缸体的1.4L TSI发动机，缸径×冲程均为76.5×75.6mm。

机构得以简化

此次新开发的1.2L TSI发动机是为取代上一代高尔夫配备的1.6L自然吸气发动机而开发的。比较二者的输出功率和燃效，1.6L发动机的最高输出功率为85kW/6000rpm，1.2L TSI为77kW/5000rpm，虽然数值上低于前者，却能在更低的转速下产生输出功率。最大扭矩方面，1.6L发动机为155N·m/4000rpm，而1.2L TSI为175N·m/1550～4100rpm，不仅扭矩值提高，而且可在低转速下产生更高的扭矩。据大众介绍，1500rpm时的扭矩值提高了45.8％，2500rpm时的扭矩值提高了30.6％。因此，从这些数值可以看出，这是一款可在低转速下发挥较高的动力性能、更易操作的发动机。

　　10·15模式燃效方面，配备1.6L发动机与6速自动变速箱的上一代高尔夫“E”为12.6km/L，而组合使用1.2LTSI发动机与7速DCT（双离合器变速箱）“7速DSG”的“TSI Trendline”为17.0km/L，燃效提高了35％。由此可以看出，新型TSI发动机的特点是，与输出功率相当的自然吸气发动机相比，扭矩与燃效均得到了大幅提高。

　　大众在开发TSI发动机系列的基本款1.2L TSI时，设法减轻了重量，减小了摩擦损失并降低了成本。首先，在轻量化方面，1.4L TSI的汽缸体是由铸铁制成的，此次则改成了铝压铸汽缸体，从而使重量减轻14.5kg。另外，曲柄轴减轻2.0kg，汽缸盖与气门机构减轻3.5kg，同步链传动箱（Timing-chain Case）减轻2.0kg，附属单元减轻2.5kg，重量共减轻了24.5kg。由于还改变了发动机的安装位置，所以前轮负荷较1.4 TSI减轻了40kg。

图3：采用每缸两气门构成与1.4L TSI发动机的每缸4气门构成相比，据说机油泵造成的功率损失可减少约一半。

　　其中，为汽缸盖和气门机构减轻重量并降低成本作出贡献的是双气门化（图3）。原来的1.4L TSI为DOHC（双顶置凸轮轴）4气门，1.2L TSI则改成了SOHC（单顶置凸轮轴）双气门。还去掉了1.4L TSI配备的可变气门正时机构。这样气门驱动系统的摩擦减小，不再需要用于驱动可变气门正时机构的油压，因此在欧洲行驶模式下，机油泵造成的功率损失可减至原来的一半左右。 　　尽管新型发动机简化了机构，但单位排量的输出功率方面，1.4L TSI（只配备涡轮增压器）为64.8kW，而1.2L TSI为64.3kW，二者基本为同等水平，前者的扭矩为143.9N·m，后者为146.2N·m，扭矩值获得提高。为了实现这一点，1.2L TSI采用了可在燃烧室内产生更强漩涡（Swirl）的吸气口形状，除了提高燃烧速度之外，还采用了日本IHI公司生产的、可在低转速下发挥较高响应性的涡轮增压器。1.4L TSI（只配备涡轮增压器）由三菱重工业生产。

采用电动排气旁通阀

　　此次备受关注的焦点是，在增压器周围采用了德国玛勒（Mahle）生产的电动排气旁通阀（Wastegate），这在量产车上还是首次配备。该产品与原来使用气体力学的排气旁通阀（也称Actuator）不同，其特点是，无论发动机运转情况如何，均可使排气旁通阀的气门片（Flap）高速移动至任意位置。

　　因此，即使是局部负载区域也可精密地保持增压压力，从而有助于提高燃效。另外，与原来的气动式排气旁通阀相比，不仅可缩短吸气达到峰值压力的时间，还可在启动发动机时防止排气通过涡轮，并迅速提高催化剂的温度。排气阀为钠封闭式，具有最高950℃的耐热性能。

图4：水冷式中冷器虽沿用1.4L TSI的产品，但吸气歧管的容积小于1.4L TSI，从而提高了发动机的响应性。

　　此次沿用了1.4LTSI的水冷式中冷器（图4），但吸气歧管的容积小于1.4L TSI，因此缩小了以压缩机压缩的空气体积，提高了发动机的响应性。吸气歧管采用30％玻璃纤维增强聚酰胺（PA）6，通过焊接两个中空形状的部件制造而成。