Volkswagen公司1.4 L燃油分层直接喷射汽油机全系列型谱的发展（第2部分）

【中】 范明强

1 标准部件模块化的新一代1.4 L TSI汽油机

1.1 新一代1.4 L TSI汽油机的开发目标

2012年，应用统一的标准部件实现模块化结构型式，开发出了新一代涡轮-机械式复合增压分层喷射（TSI）汽油机（图1）系列，大大降低了量产和用户维修保养的成本，其内部型号为EA211系列，是专门按照Volkswagen集团横置式车型要求开发的模块化发动机，替代了原先的EA111发动机系列，以及以其为基础的1.4 L TSI汽油机。与老机型相比，新一代汽油机系列的结构更紧凑，质量减轻30%，并可节油10%～20%。

在设计任务书中，规定了以下开发目标：（1）采用模块化结构，以使其与集团内其他机型的安装位置统一，并能在全球组织生产；（2）采用紧凑的结构型式，以实现车辆较短的前悬挂；（3）发动机质量减轻30%；（4）燃油耗和二氧化碳（CO2）排放降低10%～20%；（5）满足未来欧6排放标准要求。

1.2 基本结构型式

为了能够充分挖掘横置式模块化发动机标准部件的通用性潜力，决定统一车用动力总成的基本结构，其中安装位置起着重要的作用。迄今为止，EA111系列汽油机都是向前倾斜安装的，其排气侧朝汽车散热器（水箱）方向。相反，其他机型即使是柴油机也都向后倾斜安装，且排气侧朝汽车前围板（图2）方向。EA211发动机安装位置的旋转必然改变发动机的基本结构，这样有可能开发出一种全新的模块化发动机系列，因此通过采用变速器连接、冷却和废气装置等方面统一的结构型式，发动机新的总体布置能与车辆取得更好的协调配合，同时在生产工艺上也能获得更大的改进。

新型EA211系列汽油机的重要开发目标是缩小发动机外形尺寸，使动力总成结构更紧凑，而辅助设备的布置在这里起着关键作用。在新型TSI汽油机上，空调压缩机和发电机无需附加支架，而是直接紧固在油底壳或发动机机体上，因此结构十分紧凑，简化了皮带传动，而冷却水泵则被布置在气缸盖端面的发动机-离合器结合面上，通过齿形皮带由凸轮轴驱动。

EA211汽油机系列结构紧凑，且向后倾斜12°安装，与老机型相比，其前端的结构长度可缩短50 mm，相当于缩短了18%，因而在配装横置式模块化发动机的情况下，汽车前桥可以向前移40 mm，汽车前悬挂也能相应缩短，由此在碰撞性能、车型外形设计和汽车前后桥荷重分配等方面获益匪浅。

1.3 新颖的发动机标准部件

EA211系列发动机的主要特点是：（1）应用4气门技术，（2）铝气缸体曲轴箱，（3）将排气歧管集成在气缸盖中，（4）采用齿形皮带传动凸轮轴。

Volkswagen公司已将新颖的标准部件配装在排量为999 m L的3缸进气道喷射汽油机上。

在配装标准部件的EA211系列中，1.2 L和1.4 L小型4缸TSI汽油机的功率强劲，且节油，已成为核心机型。所有机型的特点是缸心距仍保持82 mm不变，在考虑到热力学、声学和功率的情况下，为每种排量发动机都选择了理想的行程缸径比，1.2 L机型的缸径为71.0 mm，行程为75.6 mm，1.4 L机型的缸径为74.5 mm，行程为80.0 mm。

新型TSI汽油机系列覆盖了Volkswagen集团所有的车型功率等级，其功率范围为63～110 k W（包括混合动力）（图3）。表1列出了配装标准部件的TSI汽油机技术规格。除了TSI机型之外，装备标准部件的1.4 L和1.6 L 4缸进气道喷射机型也已被投放到全球汽车市场。

1.4 气缸体曲轴箱

EA211系列汽油机的气缸体曲轴箱被设计成刚度非常好的压铸铝结构型式（图4），并镶有GJL250灰铸铁气缸套，这种气缸套工作表面分4次进行液体射流研磨，并具有非常粗糙的外圆铸造表面，因而能非常坚固地镶铸在铝气缸体中。新型压铸铝气缸体曲轴箱的质量仅19 kg，与1.4 L排量的EA111汽油机灰铸铁气缸体曲轴箱相比，质量减轻了16 kg。

表1 配装标准部件的TSI汽油机技术规格

曲轴箱通风被设计成机体整体式通风，并尽可能在机体内流动，由于几乎完全避免了外部软管连接和转接部位，其耐久性特别强。在冷却水引导方面，机体被设计成可靠的双回路冷却系统。机油冷却器用螺栓固定在气缸体曲轴箱侧面，其介质供给系统同样完全被集成在曲轴箱中。

1.5 气缸盖排气歧管模块

在设计新型气缸盖时，十分重视热管理的创新和废气能量的充分利用，以加快发动机暖机，并仍保留了4气门-滚轮摇臂气缸盖方案，因为这种设计方案具有摩擦损失功率较小的优势。

排气歧管完全被集成在气缸盖中（图5），它是一种非常高效的热交换器，因此发动机在暖机阶段能迅速地加温，并能产生足够的热量为车辆提供舒适的采暖。相反，在全负荷范围内可使废气温度降低约100 K，在高负荷下燃油耗可降低20%。与传统的外部排气歧管相比，整体式排气歧管的废气流动路径明显较短，因此，发动机瞬态运行时的壁面热损失保持在较低的水平。

为了在全球市场中运用代用燃料或中等品质燃油时能提高气门座的耐磨损性，已将气门座锥角加大到120°。气门杆直径减小到5 mm，气门质量的减轻优化了气门机构的动力学性能，同时因气门弹簧力减小而减少了摩擦损失。改用M12螺纹火花塞，从而使火花塞螺纹与气门座之间的鼻梁获得最佳的强度。利用有限元法仔细计算了气缸盖的几何形状，尽管其结构比以前复杂许多，但质量只增加了约1.2 kg。EA211 TSI汽油机的气缸盖-排气歧管模块采用铝金属模铸造工艺制造，并运用AlSi10Mg（Cu）铝合金材料和热处理技术。

1.6 曲柄连杆机构和活塞组

在开发新一代汽油机系列时，减少摩擦已成为优先考虑的重要工作，其中最重要的措施是将新机型的主轴承直径从EA111系列的54 mm减小到42～48 mm。连杆在其大头轴承部位实施轴向导向，以提高曲轴的坚固性，它们补偿了因轴承直径缩小所造成的刚度损失，结果由于较大的弹性变形和摩擦降低，获得了与EA111系列机型相当的曲轴声学性能。与老机型一样，曲轴和连杆都由钢模锻成。通过运用最新的有限元和噪声-振动-平顺性计算方法，成功地使曲轴质量减轻了20%（图6）。曲轴连杆轴颈被钻孔成空心的。

连杆小头被设计成梯形。连杆的几何形状和尺寸在锻模中就已成型，是根据连杆的承载能力并优化质量后设计而成的。EA211系列1.4 L TSI汽油机的连杆质量为370 g，而EA111系列1.4 L TSI汽油机的连杆质量为523 g，质量被减轻30%。在发动机进气行程期间，连杆小头上顶面将活塞向下拉，因为此时所产生的力相对较小，因此被设计得非常单薄，而传递爆发压力的下半部分则被设计得相当坚固。

活塞是全新的结构设计，其顶面几乎是平的，与现今的设计方案一样，缸内混合气形成因不再采用活塞顶壁面导向，故减轻了活塞的质量，同时活塞顶面的温度也较均匀。为了优化摩擦和降低机油耗，在设计活塞环时充分考虑到了匹配问题，并确认了其有效性。为了减小摩擦，装配间隙被放大，同时，通过略微加大活塞销的偏心度，并将精致的活塞外圆表面磨削成几何形状，能进一步改善活塞运行的声学性能。

1.7 冷却水回路

新型EA211汽油机系列所有TSI机型的冷却系统都设有发动机冷却用的高温回路和间接冷却增压空气用的低温回路。低温冷却液回路用1个电动冷却液泵实施循环，因而可按需进行全可变控制，在车辆惯性滑行行驶时可用于冷却废气涡轮增压器，与1.4L 90kW TSI机型类似。

高温冷却液回路起着冷却发动机的功能，它利用机械式冷却液泵实施循环，而后者被设计成带有整体式冷却液温度调节器的冷却液泵模块，该模块被直接安装在气缸盖靠变速器一侧。气缸体冷却系统的膨胀石蜡式节温器能确保气缸套保持较高的水温，并恒定不变，而不依赖于主冷却液回路。第2个节温器被用于调节与汽车散热器的通断，它将冷却液温度调节在87℃，以求在降低摩擦与效率最佳的点火定时之间获得最佳的折中。冷却液泵的总效率被提高到50%以上，这比当今批量使用的冷却液泵改善了40%，而且对整个冷却液循环回路的节流损失进行了优化。

1.8 废气涡轮增压器

新型EA211汽油机系列的所有机型都使用全新开发的单涡道废气涡轮增压器，排气歧管集成在气缸盖中，由此所形成的独特的废气流动状况是开发新型涡轮增压器最重要的边界条件。这种涡轮增压器已根据低速高扭矩，用丰满的扭矩特性曲线获得了良好的瞬态性能。功率为103 k W的1.4 L TSI汽油机在1 500 r/min时就已达到了250 N·m最大扭矩，与老机型相比，扭矩改善了25%（图7）。增压器分别按以下3种功率等级进行设计优化：（1）1.2 L TSI机型，（2）功率为90 k W的1.4 L TSI机型，（3）功率为103 k W或110 k W的1.4 L TSI机型。所有增压器变型的转子都按950℃废气温度设计，其特点是转子直径较小，相应的惯性矩也较小，因而提高了效率。

涡轮增压器的废气阀由新开发的电动调节器控制，因此能够与其所处的压力环境无关，全天候地被调节到所期望的位置。这种调节器动作迅速且精确，从关闭位置至最大开度之间的调节时间仅需110 ms，能对改善增压器声学特性和发动机加速响应性产生积极效果。

废气涡轮增压器与发动机外围设备的接口在所有情况下都是相同的，为此，所有机型能使用统一的气缸盖、废气装置，以及机油和冷却液管路。由于排气歧管集成在气缸盖中，故能成功地将废气涡轮壳的4孔连接法兰设计得较轻薄，与以往的传统结构型式相比，增压器的质量减轻了2 kg以上。

1.9 进气道的开发

新型进气道的结构设计是建立在EA111系列1.4 L TSI汽油机用进气道的基础上的，因此，运用计算流体动力学（CFD）模拟计算方法，查明EA211系列TSI机型的流量系数和滚流值，目标是寻找到高流量和高充量运动的最佳值。运用数学模型研究5种进气道，并用三维模拟方法对它们进行评价，将其中3种进气道浇铸成实体模型，并在流动试验台上进行测量，以确定预选方案。所选择的进气道方案在燃油耗、运转平稳性和排放等方面获得了良好的试验结果，它们的滚流值明显高于EA111系列TSI机型的，只是流量系数略有逊色。

1.10 燃烧过程的优化

这种改良的进气道设计，为优化EA211系列机型的燃烧过程奠定了良好基础，并运用CFD模拟计算方法支持这种优化工作，使燃油喷束特性与缸内充量运动获得协调配合。

鉴于小型TSI汽油机的单位负荷较高，将多孔喷油嘴与高喷油压力相结合，不仅在最小喷油量时，而且在全负荷下都能使混合气准备获得最佳的折中。运用模拟技术能够优化多孔喷油嘴的喷束特性、喷油器的喷油节拍（指每循环的喷油次数及其间隔），以及它们与缸内充量运动的协调配合。

每循环最多能够喷射3次燃油，从怠速运转直至4 000 r/min转速范围的全负荷都实施多次喷射，喷油压力最高可达20 MPa。由新型进气道产生的稳定充量滚流与圆周上不对称分布的5孔喷射油束相结合，在最小负荷和催化转化器加热运行工况等特殊条件下，能够放弃运用用于引导混合气形成的活塞顶凹坑。

火焰前锋能够从火花塞处沿径向均匀传播，即使在边界运行范围内也不会产生爆燃。因此，紧凑的燃烧室设计获得了既均匀又较短的火焰传播途径、向边上伸展的火花形态，以及燃烧室中高的扰流动等因素的综合效果。此外，改善了部分负荷范围内残余废气的相容性，降低了爆燃倾向，提高了燃烧效率。

EA211系列TSI汽油机的新燃烧过程提高了燃烧速率，降低了爆燃倾向，这对降低燃油耗产生了良好的效果。沿着全负荷特性曲线的燃烧持续期缩短了约10°CA，因而混合气准备时间大大缩短。即使压缩比从10.0提高到10.5（在按RON 95高辛烷值设计的情况下），燃烧重心也处于较早的位置，同样，爆发压力也要比EA111系列机型出现得更早，并且压力更高。总之，EA211系列机型的燃油消耗率可降低约20%（图8）。

即使在部分负荷情况下，新燃烧过程也能使燃油耗降低，其中提高压缩比和残余废气相容性是主要的影响因素。由于进一步避免了壁面润湿现象，因此，即使在发动机很冷的情况下，也能形成较浓的混合气。

1.11 燃油耗和废气排放

EA211系列汽油机进一步降低了燃油耗，1.4 L TSI汽油机的新欧洲行驶循环（NEDC）燃油耗比EA111系列机型的降低了8%～10%。配装标准部件的横置式模块化发动机与经全面优化的车辆相结合，使紧凑型轿车（Golf或Audi-A3）的平均百公里燃油耗处于5.0～5.2 L之间，这相当于CO2排放量为120～125 g/km，而功率为103 k W的1.4 L TSI汽油机在具备气缸切断功能的情况下甚至可节油20%，作为单项措施，新的气缸管理功能能使燃油耗降低约0.4 L，或者相当于降低CO2排放8 g/km。尤其，在低负荷和低车速情况下，还能挖掘出更大的潜力。

轿车通常都以短途或在低温下行驶，故能从新颖的智能型热管理中获益。若轿车发动机经常在高负荷下运行，则因排气歧管集成在气缸盖中，能使全负荷燃油耗进一步降低。新设计方案的另一个效果是改善了乘客在车厢中的采暖效果。

2 具备气缸切断功能的1.4 L TSI汽油机

2.1 起因

在部分负荷运行工况，切断部分气缸是降低燃油耗非常有效的手段，但现在仍很少应用。新一代1.4 L直列4缸TSI汽油机首次选用这种技术，即在适合使用这种技术的发动机特性曲线场范围内，切断第2缸和第3缸进、排气门的操纵，并同时停止喷油。

新一代1.4 L TSI汽油机选择气缸切断技术的重要原因是汽油缸内直接喷射有利于气缸切断，从而能获得最适宜的工作方式，因为与进气道喷射不同，它能将换气与混合气形成分开，因而避免了两者在转换过程中的麻烦。另一个因素是这种新机型铝气缸体曲轴箱的刚性好，而且曲柄连杆机构（活塞、连杆和曲轴）的质量轻，为应用这种新技术提供了极其有利的前提条件。再者，新机型在Volkswagen集团内广为应用，因此，这一新技术能被广泛运用，而且能在生产制造中达到最佳的合作效果。这种具有气缸切断功能的新一代1.4 L TSI汽油机最初被配装在Polo运动型轿车和Audi-A1轿车上。

2.2 开发目标与挑战

对新机型的设计方案提出了十分苛刻的要求：（1）燃油耗达到2缸机的水平，且又要具备4缸机的运转平稳性和性能；（2）NEDC百公里燃油耗要降低0.4 L；（3）市内行驶的百公里燃油耗要降低1 L，相当于降低约20%；（4）技术转换的成本在经济上要能被接受。

自1.4 L TSI汽油机应用气缸切断功能以来，Volkswagen公司步人了崭新的技术领域。由于气缸切断技术对控制振动激励提出了很高的要求，因此先前欧洲没有一家制造商将这种新技术用于量产的4缸机。原则上，质量平衡是没有问题的，即使切断气缸后点火间距从180°CA增加到360°CA，但其质量平衡依然要保持在典型的4缸机水平上，这就面临相当大的挑战。新机型的开发目标是要使发动机在每个运转工况点的振动水平与量产TSI汽油机的相当，为此必须进行深人研发。

2.3 结构转换和工作原理

多年来，Audi气门升程系统作为一种气门机构可调技术已被广泛用于各种不同的4缸和6缸机。现今，这种技术被用于按需要分成两级来改变进气门或排气门的升程。

为了在新一代1.4 L TSI汽油机上实现气缸切断功能，应用了Audi气门升程系统的工作原理，但必须运用1个双销执行器对其进行深人的研发，以便能够在新一代1.4 L TSI机型的结构空间中集成可调的控制功能（图9）。零部件是由德国动力总成开发部与Salzgitter制造厂的零部件开发部共同合作设计的，并确定了制造工艺。除了制造成本要低之外，高的机械可靠性和耐久性，以及较轻的质量也显得十分重要。通过不断地减轻质量，并运用先进的模拟技术，能将过大的质量减轻到约2 kg。

用于切断第2缸和第3缸的凸轮组件被设计成长度为68.65 mm的移动内花键轴套（图10），并且，活套被设置在用C35R级调质钢制成的外花键心轴上，能够轴向移动6.25 mm。这种具有24个齿的渐开线花键被设计成由齿侧面承载。凸轮组件上的内花键运用拉削工艺加工而成，而花键轴则由加工成型。第1缸和第4缸的固定凸轮组件同样也是用花键啮合的，组装时，在花键轴上推人到位后用1个圆柱销予以轴向定位。

每个凸轮组件上有2组凸轮，各驱动2个进气门。每组凸轮中的2个凸轮片紧挨着并列排列，其中1个凸轮片具有常规的凸轮廓线，它与标准发动机一样，可获得相同的气门升程曲线，而另一个凸轮片是具有360°基圆的零升程凸轮，它们均采用100Cr6滚动轴承钢制成。而转换滑环由42Cr Mo4合金钢制成，被连接在凸轮组件的端部。

在转换滑环的外表面上铣削出Y形螺旋槽，集成在气缸盖罩上的双销执行器用2根销从上嵌人螺旋槽中，这种结构型式是在Audi气门升程系统基础上的一项重要突破，后者是将分开的单销执行器分别作用于凸轮组件前后端的S形槽中，因此，新的结构型式能够缩短凸轮组件的结构长度，这对于小型化的1.4 L汽油机来说是十分必要的。

缩小空间使Y形销槽结构更紧凑，以至2个转换销之间的距离被缩短，成为Volkswagen公司气缸切断装置的另一个新结构设计特点。而对执行器的要求是需将线圈组件制成模块化结构型式。

每个圆柱形转换销的直径为4.0 mm，同样也是用滚动轴承钢制成，它的轴向行程为4.2 mm。转换滑环外表面上的Y形螺旋槽轮廓确保转换销始终单侧接触，能消除销在槽中的来回摆动。执行器被设计成双稳定系统，无论是在转换滑环的推人终端，还是推出终端，始终能十分可靠地牢固定位，通过衔铁组件的电磁止点，能够可靠地停止在2个终端位置上。

机械转换过程发生在凸轮轴旋转半圈内。为了切断第2缸和第3缸，控制实施切断功能的转换销在槽中沿着斜面移动，将凸轮组件上的零升程凸轮推人，而销将零升程凸轮的推出，则是由线圈的惯性转换实现的。控制时间非常短，它取决于发动机转速，处于72 s（1 400 r/min时）～28 ms（4 000 r/min时）之间，这对于衔铁组件脱离终端位置已经足够了，此时转换销处于前端位置。

当凸轮组件轴向移动结束时，转换销又被推回到推人端，这是通过位于螺旋槽末端的止推斜面发生的，同时，在执行器内产生了1个止推力，它被发动机电控单元采集用来进行评估，并被用于气缸切断系统的诊断，这一设计方案能够省去附加的用于证实转换过程的传感器。

一旦第2缸和第3缸的凸轮组件抵达切断气缸的终端位置，就被弹簧力控制的钢球锁定。系统处于该状态时，零升程凸轮廓线在滚轮摇臂上转动而不使其动作，气门弹簧使进、排气门保持关闭状态，此时，气门机构的驱动力矩约降低50%。

为了结束部分气缸切断状态，使所有气缸恢复正常工作，将控制转换销退出切断气缸的位置，使凸轮组件返回其原始位置。一旦这种轴向移动结束，转换销就被螺旋槽末端的止推斜坡恢复到执行器的原始位置，此时滚轮摇臂又重新按照正常凸轮的完整廓线动作。

为了运用气缸切断功能，对滚轮摇臂也进行重新开发，把凸轮滚轮直径改为21.00 mm，而宽度仅5.10 mm，它们被支承在14针的滚针轴承上，其中淬透的销轴直径为6.39 mm。凸轮轴前端轴承使用了2个滚动轴承，成功地降低了摩擦，因为凸轮轴前端轴承经受着发动机正时传动机构的高负荷。

对研发人员提出的特殊挑战是要实施可模块化装配的技术。通常，具备气缸切断功能的发动机气缸盖罩被设计成可与标准发动机气缸盖罩互换，主要差别是仅限于容纳执行器和内置式凸轮轴轴承框架。与气缸盖罩一样，该框架也是由AlSi9Cu3铝合金压铸而成。为了在发生碰撞时能保护行人，在布置执行器时，已顾及到发动机与发动机舱罩盖之间必需留有的间距。

2.4 智能化充量调节机构

为了开发气缸切断装置，决定采用新型的智能化充量调节机构。在整个转换过程（从4缸运行模式转换到部分气缸切断运行模式，再返回）中，发动机不应发生扭矩波动。为了达到这个目标，进气管中的压力应调整到气缸切断运行所必需具有的水平。在进气管充气期间，点火角应适应充气状况朝较晚的方向移动，以确保扭矩不变。

在达到额定充量状况时，首先关闭第2缸和第3缸的排气门，然后再关闭它们的进气门，而在最后一次换气后就不再喷油，因此，新鲜空气被封闭在燃烧室中，这会在下一次压缩行程的燃烧室中产生较低的压缩压力，从而舒适地实现转换。

在第2缸和第3缸切断后，提高了正常运行的第1缸和第4缸的效率，因为它们的运行工况点移向了较高的负荷（图11）。原则上，发动机的摩擦与转速关系保持不变，但提高了输出的有效功率。大幅降低发动机运行时的节流，使换气损失减少，燃烧改善，壁面热损失降低。

第2缸和第3缸恢复正常运行是按气缸切断时相同的顺序进行的，首先是排气门，然后才是进气门恢复正常工作，从而使原先被封闭在气缸中的新鲜空气流人排气管路，由此稀释的废气将通过第1缸和第4缸中的燃油喷射予以补偿，因此基于传感器的过量空气系数调节功能仍能继续正常工作。

2.5 发动机控制和行驶性能的调整

通常，在用户常用的行驶状态及频繁使用的发动机特性曲线场范围内实施气缸切断功能。选择1 250 r/min作为切断气缸的发动机转速下限，若低于该转速实施切断气缸运行，则会出现太大的运转不均匀性。同时，规定4 000 r/min作为切断气缸的转速上限，以保持适当的执行器转换力（图12）。在第3档时，气缸切断范围约始于30 km/h车速；而第5档和第6档时，气缸切断范围约终结于130 km/h车速。

切断气缸运行时，所输出的扭矩被设计成根据转速的不同处于上限（75～100 N·m），因为在扭矩较高的情况下，由于切断气缸运行时的爆燃极限和点火角的移动，无法再达到最佳的燃油耗，因此，在这种情况下又恢复到4个气缸的运行状态。在停车状态下，发动机通过自动起动-停车系统完全停止运转。

为了充分挖掘节油潜力，不仅在部分负荷时，而且在倒拖运行阶段，都实施切断气缸，此时，由于制动力矩减小，倒拖运行阶段会明显延长，在这种情况下将中断喷油。一旦驾驶员操纵制动踏板，气缸切断就立即中止，所有4个气缸在倒拖时都产生制动效果。同样，在下坡行驶时也取消气缸切断功能，因为通常在这种情况下，都期望能获得整机所有气缸的制动效果。

在多功能信息显示屏上，会给驾驶员显示实时的发动机运行模式，当显示屏上出现瞬时燃油耗值时，就能看到2个气缸运行。如果没有显示这些信息，切断气缸运行是几乎察觉不出来的，因为1.4 L TSI汽油机的运转噪声即使在这时仍保持在非常好的水平。

对这种新型汽油机良好的振动性能起决定性作用的是基础结构和刚性良好的动力传动系统、轻量化的曲柄连杆机构，以及发动机相对于车辆行驶方向的横向安装位置等。可以利用涡轮增压直喷式柴油机上使用的发动机支架作为支承，而双质量飞轮是根据扭簧特性曲线专门设计的，非常软的第1级用于气缸切断运行，而刚性较好的第2级则用于4气缸运转模式的高负荷运行。

为了减小全气缸运行与切断部分气缸运行之间排气脉冲的差异，排气管路中的前置和后置消声器用谐振器与容积相差很大，对排气管路的长度进行了专门调整。

2.6 节油效果

具备气缸切断功能的新一代1.4 L TSI汽油机以优异的特性指标证实，运用TSI技术策略，完全能实现设定的燃油耗目标值、高功率和高牵引力。气缸切断技术是达到Volkswagen公司平均CO2排放目标值的重要措施之一，该机型满足了设计任务书中提出的所有目标要求。在NEDC中，百公里燃油耗降低了0.4 L，相当于CO2排放量降低了8 g/km。如果将发动机处于怠速运转状态的起动-停车功能一并计算在内，节油效果可提高到约0.6 L。

在类似的行驶状况下，切断气缸行驶还能获得比标准燃油耗试验明显低的燃油耗。特别是在市内交通和市郊行驶中，在常规的行驶速度下能节油10%～20%（图13）。

2012年，切断部分气缸运行的技术被运用在Polo运动型轿车和Audi-A1轿车发动机上，这种1.4 L TSI汽油机功率为103 k W，全部气缸运行时，在1 500～3 500 r/min转速范围内能保持最大扭矩250 N·m不变。同时，对基础发动机也进行了进一步的开发，在EA211系列新型汽油机中，可以灵活运用切断气缸的功能。