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雙增壓魅力剖析 VAG 1.4 TSI TwinCharger EA111


刊登時間: 2013/05/04

動力諸元
引擎代號 EA111
排氣量 1390c.c.
壓縮比 10:1
缸徑x衝程 76.5x75.6mm
汽缸設計 直列4缸16汽門
引擎設計 DOHC雙凸輪軸
最大馬力 185hp/6200rpm
最大扭力 25.5kgm/2000~4500rpm
搭載車款 Audi A1 Sport/VW Golf GT/VW Golf TSI/VW Scirocco 1.4 TSI

機械+渦輪增壓
小排量大馬力

引擎加裝渦輪增壓系統雖然可以大幅提高動力輸出,但小排氣量引擎難免會出現渦輪遲滯現象,針對這個問題,VAG集團開發出一顆代號為EA111的1.4L TSI引擎,這顆引擎最大特點就在於採用機械增壓+渦輪增壓=雙增壓系統。之所以採用兩種增壓系統,主因在於各有其優缺點,且恰為互補。機械增壓的優點在於:引擎在低轉即可有作用、增壓迅速、不需額外的潤滑冷卻系統,缺點則是:需透過皮帶帶動增壓轉子,容易耗費引擎動力,且高轉速的增壓效率不佳。至於渦輪增壓的優點是:由於以排放廢氣作為動力來源,所以運作效率極佳,不會造成引擎額外負擔。缺點是:在排氣量較小的引擎上,中低轉速的增壓效果不足、渦輪遲滯現象明顯,且渦輪本體會蓄熱產生高溫,增加引擎熱負荷。

這顆發表於2006年的1.4 TSI雙增壓引擎,應用在A1 Sport車型上,最大出力調整到185hp/6200rpm、25.5kgm/2000~4500rpm的程度,使這部車擁有0~100km/h:7.0秒,極速227km/h的加速成績。

所以理論上來說,同時使用兩種增壓系統是效率最高的增壓系統,在過去因為開發成本過高,以及可靠度不佳的問題,少有車廠運用在量產車上,不過1.4 TSI引擎的量產,似乎代表VAG集團對於自家的製造技術與設計能力有著充分的信心。不過要同時使用兩套增壓系統,引擎本身以及周邊系統相對須有所強化,才足以因應付雙增壓系統所帶來高溫/高壓的額外負荷。為此1.4 TSI的氣缸上座採用傳統的鑄鐵材質,沒有跟隨時代潮流改用鋁合金材質,原因在於灰鑄鐵的剛性與強度較佳,較能承受雙增壓的負荷。活塞部分是鋁合金壓鑄而成,且為了順應缸內直噴的油氣混合需求,活塞頂部形狀乃透過電腦模擬設計而成,可使進入燃燒室內的空氣形成穩定的渦旋氣流,加速與燃油的混合速度,而活塞裙的表面則經過滲碳硬化處理,以增強硬度並降低與汽缸壁間的摩擦力。至於曲軸則採鍛造材質,不但可增加耐壓強度,且平衡性較佳的特性,也可降低運轉震動情形。其實這顆引擎早在2006年時就已發表,當時搭載的車型為Golf GT MK5,且一直沿用到現在,最新搭載的車型為Audi A1,筆者就透過這部車,來為這顆引擎進行更仔細的介紹。

這顆同時也使用在VW多部車款上的雙增壓引擎,機械增壓本體安裝於引擎後方,並且以皮帶進行驅動,渦輪增壓本體則在引擎前方,原廠透過縝密的電腦控制閥門與壓力感知器,讓兩套系統得以銜接與互補。

相同排量不同動力
A1 Sportback
2010年的日內瓦車展中,Audi為全球車迷帶來家族中最年輕、動感的成員A1,並且於2012年初在發表多了兩片門的A1 Sportback車款,在外觀設計上,A1 Sportback基本上仍然維持了A1原有的車身設計,從車頭中央的六角盾形水箱護罩到新家族風格頭燈,以及LED晝行燈條等,為A1 Sportback帶來極為年輕化的外觀氣息。而在車側線條上,多了兩扇後門的A1 Sportback,C柱的線條看似較為直立,在A1原有的動感氣息中,A1 Sportback多了幾分實用價值。

 

動力系統部分,Audi為此車準備了兩套引擎系統,有趣的是這兩顆引擎嚴格來說算是同一具引擎本體,不過在周邊增壓系統不同的情況下,使得動力數據有了極大的差異。首先等級較高的Sport車型,搭載的引擎為這次介紹的這具1.4L TSI雙增壓引擎,最大馬力與扭力分別為185hp/6200rpm、25.5kgm/2000~4500rpm,較過去同樣搭載這顆引擎的車型擁有更強的性能表現,使其擁有0~100km/h:7.0秒,極速227km/h的加速成績。

由於這套雙增壓系統的結構相當複雜,因此常聽到許多車友抱怨引擎容易出現異常的情況,尤其是缸壓不足的問題特別明顯,似乎也代表這套先進的引擎科技,還需市場考驗才能逐漸成熟。

至於一般車型則搭載單渦輪增壓系統的同顆引擎本體,出力降低到122hp/5000rpm、20.4kgm/1500~4000rpm,0~100km/h加速成績為9秒,極速則有203km/h。從筆者的角度來看,其實兩套引擎沒有孰優孰劣的問題,只有需求不同的選擇,前者雖然性能強勁,但車價高維修費用也高,後者則有省油好養的優點,這也正好說明現今引擎科技早已突飛猛進,許多設計都保有變化與升級空間,「只要車廠願意,弱雞也能變猛禽」!

此為兩套系統的作用結構圖,引擎轉速從怠速到2400rpm時,機械增壓器會持續增壓,從2400~3500rpm,則選擇性增壓,例如忽然重踩油門,渦輪增壓器反應不及,機械增壓器離合器便會銜接動力,一直到3500rpm之後才停止作動。

A1 Sportback由於多了兩片後門,因此擁有更佳的實用性,且在車長未大幅變動的情況下,依舊保有小巧靈活的駕駛樂趣與外型。

內裝依循Audi新世代家族風格來進行設計,且不會因為車型小而損減其該有的高質感,兩張座椅則提供不錯的包覆性,且原廠還推出S-Line特仕車,讓熱血車主選購。

 

A1全車系都標備7速S-Tronic雙離合器變速箱,也就是原廠代號為DQ200的乾式DSG七速變速箱,擁有極佳的換檔反應,提供不錯的駕駛樂趣與便利性。

這顆單渦輪增壓系統的1.4 TSI引擎,本體與雙增壓引擎相同,不過拿掉機械增壓系統後,整體出力有140hp與122hp兩個版本,A1採用的為後者,如果希望省油好養的話,不在意性能表現的話,該版本是不錯選擇。