[汽車之家 發動機技術] 大眾EA211 1.5L TSI Evo直列四缸渦輪增壓發動機（下稱“大眾1.5TSI發動機”）在今年的維也納車展上首次發布，它將取代大眾EA211 1.4TSI發動機成為大眾集團旗下一款新主力機型。大眾1.5TSI搭載了眾多在業內領先的渦輪增壓汽油發動機技術配置，包括12.5:1的高壓縮比、可變幾何截面渦輪、噴射壓力達350bar的燃油噴嘴以及能提高燃油經濟性的米勒循環等。眾多技術“加持”使得這款1.5TSI發動機的熱效率達到37.5%，達到行業領先水平。除此以外，這款發動機也體現了歐洲廠商的發動機技術路線由小排量化（Downsizing）向適度小排量化（Rightsizing）轉變。究竟這款1.5TSI發動機有怎樣的特點，下面我們一起來先睹為快。
● 排量增大，動力減弱，難道這是技術的倒退？
大眾1.5TSI比其前輩EA211 1.4TSI發動機排量大了0.1L，但是峰值扭矩卻降低了25牛·米。難道這是技術的倒退？實際上并非如此。這款1.5TSI發動機的設計目標是保證與EA211 1.4TSI發動機同等動力輸出性能的同時，滿足未來更為嚴格的排放法規以及進一步降低油耗。從大眾這款1.5TSI發動機可以看出，歐洲廠商的發動機技術路線已經由過去的小排量化（Downsizing）向適度小排量化（Rightsizing）轉變。適度小排量化的發動機能夠保持同等級小排量發動機的動力輸出，擁有更好的燃油經濟性和排放水平。同時，通過結合熱效率更高的米勒循環工作模式，有利于未來搭配電動機組成混合動力系統，為混合動力汽車大規模市場化做準備。
| 1.5TSI和1.4TSI動力輸出參數對比 | ||||
| 名稱 | EA211 1.5TSI 標準功率版 |
EA211 1.4TSI 標準功率版 |
EA211 1.5TSI 高功率版 |
EA211 1.4TSI 高功率版 |
| 最大功率 | 131馬力/4750-5500rpm | 131馬力/5000-6000rpm | 150馬力 | 150馬力/5000-6000rpm |
| 峰值扭矩 | 200?！っ?1300-4500rpm | 225?！っ?1500-3500rpm | 官方未公布 | 250牛·米/1750-3000rpm |
想要降低排放和油耗，提升發動機熱效率是關鍵一步。那么什么是熱效率呢？發動機燃燒汽油所產生的能量并非全部用于驅動車輛，有很大一部分能量會以熱能或動能形式損失掉。發動機熱效率指的是發動機利用燃料熱能的有效程度。發動機熱效率越高，燃燒燃料產生的能量就有更多用于驅動車輛，這有利于降低油耗和排放。大眾稱這款全新1.5TSI發動機的熱效率達到37.5%，百公里油耗將會比EA211 1.4TSI發動機少1L，同時排放水平能夠滿足歐VI甚至更嚴格的排放標準。
從參數中我們也可以看到，大眾1.5TSI發動機的峰值扭矩在1300rpm時就能發出，整個峰值扭矩平臺也更加寬廣，這使得發動機擁有更為出色的動力輸出響應表現。
大眾1.5TSI發動機除了在更低轉速就能輸出最大扭矩，輸出響應速度也有所提升。如上圖所示，相比EA211 1.4TSI發動機，1.5TSI發動機達到目標扭矩輸出的速度快了35%。
● 可變幾何截面渦輪增壓器
可變幾何截面渦輪增壓器，英文為“Variable Turbine Geometry”，縮寫為“VTG”。VTG渦輪增壓器能夠通過渦輪內部的可變廢氣導流葉片改變渦輪排氣側橫切面積，從而改變渦輪增壓器的工作特性。
為了應對汽油發動機的高溫廢氣，保時捷997 Turbo上的兩個可變幾何截面渦輪采用了航空材料制造，保證在極端狀況下也能穩定地工作。
對于非VTG渦輪增壓器，發動機在低轉速下，排出的廢氣流速/流量較低，無法有效提升渦輪轉速，從而產生“遲滯現象”，低扭輸出表現欠佳。過往為了解決渦輪增壓器遲滯問題，一般會采用小型低慣量渦輪增壓器。雖然這種渦輪增壓器能很好地提升發動機低扭表現，削弱渦輪遲滯現象。但與大型渦輪相比，它不利于高轉速下產生大功率。而VTG渦輪增壓器在低轉速時可有效提升渦輪轉速，緩解渦輪遲滯現象，增強渦輪增壓器的響應性能，同時也可在高轉速下提升發動機的功率輸出。
對于可變截面渦輪增壓器也是同樣的道理，在發動機低轉速工況下，廢氣流速/流量較低，通過縮小廢氣流通截面積，可以使廢氣流速加快從而增強驅動渦輪葉片的廢氣動能，讓渦輪轉速更快地提升，增強發動機低扭表現。
但如果保持較小的渦輪廢氣流通截面積，到了發動機高轉速區間，渦輪入口處較小的截面積導致排氣阻力增大，不利于發動機高轉速下動力輸出的提升，對發動機的最大功率和峰值扭矩都有不利的影響。為了保證發動機高轉速下的動力輸出，VTG渦輪增壓器通過可變廢氣導流葉片增大渦輪廢氣流通截面積，減小排氣阻力，有利于“壓榨”發動機高轉速下的動力輸出。
通過電控系統的監控，VTG渦輪增壓器渦輪內的廢氣導流葉片能夠實現渦輪入口橫切面積的無級調節，從而根據發動機的轉速和工況設定最為合適的橫切面積，實現增壓效率的最優化。
● 可變幾何截面渦輪增壓器成就了12.5:1高壓縮比
VTG渦輪增壓器的作用不僅僅在于優化動力性能，它對于燃油經濟性也有非常大的影響。請不要忘記，1.5TSI發動機是一款擁有12.5:1高壓縮比的渦輪增壓發動機。良好的爆震控制是提高壓縮比的基礎。而要抑制爆震這個“淘氣”的家伙，要做的就是降低氣缸內的溫度，避免炙熱的氣缸壁在火花塞點火前引燃混合氣產生非正常燃燒。
為降低殘留在氣缸中廢氣比例，大眾1.5TSI發動機通過動態控制VTG渦輪增壓器的廢氣導流葉片，在高負載工況下保持進排氣壓差為正（進氣壓力>排氣壓力），從而降低殘留廢氣比例，使12.5:1高壓縮比在1.5TSI發動機上成為可能。