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大众“高尔夫GTI”:更新发动机提高功率和燃效,将二次平衡轴移至缸体侧面
http://cn.newmaker.com 11/3/2009 7:12:00 PM  日经BP社
大众“高尔夫GTI”:更新发动机提高功率和燃效,将二次平衡轴移至缸体侧面大众日本(VGJ)2009年9月上市了5门掀背车“高尔夫”的运动款——新款“GTI”。更新了排量2.0L的直喷涡轮发动机,提高了输出功率,并改善了燃效。

第6代“高尔夫”2009年5月投放日本市场后仅4个月,其运动款“GTI”便迅速面世(图1)。从第5代GTI来看,其最高可达到147kW(200PS)的高功率固然令人称道,但该车备受关注的最大原因是变速箱采用了使用湿式离合器的6速DCT(双离合器变速箱) “DSG”。

图1:大众“高尔夫GTI” 第6款高尔夫GTI在沿用第5代高尔夫所配平台的同时更新了发动机

第6代高尔夫除GTI以外均配备使用干式离合器的7速DCT,在沿用第5代车型所配平台的同时减轻了车身重量,从而改善了燃效。但使用干式离合器的7速DCT,其扭矩容量仅为250N·m,无法在高输出功率的GTI上采用。因此,新款GTI在保持6速DCT不变的情况下,更新了发动机(图2)。最大输出功率达到155kW,比老款提高8kW,并且燃效也提高了约0.4km/L(欧洲款,见表)。


图2:排量2.0L的直喷涡轮发动机最大扭矩为280N·m,超过了干式离合器支持的扭矩容量250N·m,因此配套使用了配备湿式离合器的6速DCT。

将二次平衡轴插入缸体侧面

新款GTI的2.0L排量直喷涡轮发动机由原来的“EA113”系列更新为“EA888”系列。该发动机系列是从现有“帕萨特”追加的1.8L涡轮发动机开始采用的,与原来一样仍采用铸铁气缸体,但在实现小型化后降低了摩擦损失。

在小型化方面,最大的变更点是为了降低发动机的高度将二次平衡轴从气缸体下部移到了气缸体侧面。设计平衡轴插入气缸体铸件两侧面的部分,通过发动机前侧的链条由曲柄轴来驱动这两个轴。


图3:发动机的改进点令人耳目一新的是二次平衡轴从原来的缸体下部移至缸体两侧面进行配置。发动机全高降低,使适配车型增加。水泵通过皮带从平衡轴单侧的后端(变速箱一侧)进行驱动

平衡轴一般用于降低4缸发动机的上下方向的二次振动,最近大多是以两轴置于同一高度的方式插入气缸体下部。

不过,三菱汽车在20世纪70年代对称为“无声轴(Silent Shaft)”的平衡轴进行实用化时,以错开高度的状态插入铸铁气缸体曲柄轴的两肋,新款GTI的结构与此类似。无声轴为了消除上下的二次振动以及发动机旋转方向的起振力,改变了轴的左右高度,而EA888不同,轴的位置左右相同。

按照这一配置对水泵的结构进行了改进。水泵通常与发动机前盖设计为一体,大多以皮带来驱动皮带轮。而此次采用了通过皮带从平衡轴单侧的后端进行驱动的类型,从发动机前侧移到了气缸体侧面。估计发动机前部的辅助装置的减少为曲柄轴方向的小型化做出了贡献。

凭借着利用这一结构实现的小型化,新系列发动机便可配备到横置乃至纵置等多种车型上。德国大众正在推进发动机产品线的整合以提高量产效果,此次改进也是为了实现这一目标。

通过防侧滑装置提高运动性能

在燃效改善方面,采取了降低气缸体的摩擦损失以及降低直喷系统的高压泵驱动损失等措施。对于缸体,在原有的搪磨加工中追加了高精度加工工序。另外,还将直喷系统的燃料泵的凸轮尖从原来的3个增至4个,减小了每次的行程,降低了驱动阻力和颤动。可随时只供应喷嘴使用的燃料,弃用了使多余的燃料返回至低压侧的回流管。

发动机转速将原为6000rpm的上限提高至6200rpm,并通过阶段性进行燃料切断来升至7000rpm附近。随着转速的提高,将主轴承盖的紧固方法从原来的2点固定改为4点固定,提高了刚性。

在底盘新技术方面配备了称为“XDS”的转弯性能提高机构。XDS对原有的防侧滑装置一体式EDS(电子差速锁)进行了功能扩展。

EDS通过在摩擦系数低的路面上起步及加速时提高空转驱动轮的制动压来确保牵引力。而XDS在中高速区的转弯时也会起动。当转弯时内侧出现空转迹象时,就会提高该车轮的制动压来防止空转。可通过限制左右两轮的差动来减轻转向不足。EDS只在低速区工作,而XDS可在80km/h车速以下起动。

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