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剖析新款奥迪A6轿车V6汽油发动机新技术(一)
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2014-01-07 08:17:43

    如图7所示,曲轴箱通风气体仅通过汽缸盖罩排出,每个汽缸盖罩中都有用于分离粗机油滴的迷宫式密封装置。曲轴箱通风气体由一条塑料的通风管汇总后再导向一个串联的细分离器,这个塑料压注件包含有一个双旋流分离器以及储油室和调节机油向油底壳回流的止回阀。这个机油分离器被安装在汽缸体曲轴箱的V形夹角空间内。被滤清的气体经过一根短管道被导入安装在进气管上的压力调节阀,并从那里直接被导入进气管。

    机油分离器布置在发动机V形夹角空间内,在总体布置外形尺寸、成本以及防止可能发生结冰现象的安全性等方面都具有很大的优势。由于机油分离器中的曲轴箱通风气流温度能提高20℃以上,因此同样能保护其后的零部件避免可能发生的结冰现象,因而压力调节器及其后导入进气管的部位完全可以无需采取加热和绝热措施。由于采取了主动的曲轴箱通风措施来促进这种通风效果,因而在接近怠速运转的范围内曲轴箱通风体积流量就会明显地增多,因此进气软管处的新鲜空气就会被抽吸出来直接导入曲轴箱内,这种措施同样能够对机油品质产生有利的影响,因为曲轴箱通风流量增大,将大大促进水分和燃油从发动机机油中分离出来。
    (7)冷却液循环回路
冷却液循环采用了一个集成在汽缸体曲轴箱V形空间内的常规冷却液泵,将冷却液通过汽缸体曲轴箱和V形空间盖板向后导入水套,并从排气侧对角线地流经汽缸盖,以确保在那里获得最大的冷却效果。几乎完全用塑料制成的节温器被安装在汽缸体曲轴箱中的水泵附近,因而冷却液小循环运行时的流动通道很短。

    2.发动机外围设备
(1)FSI直喷式汽油机的可变进气管
    奥迪公司与Mahler公司共同合作为V6-3.2L-FSI直喷式汽油机开发了一种新型的塑料可变进气管,其进气系统如图8所示。在这种可变进气管方案中有长度两级可变的空气振荡管道,在扭矩调节时的进气管通道长度为691mm,而在功率调节时则变成396mm(分别指直至进气门的通道长度)。这种进气管被设计成由6段组成的薄壳结构型式,并在设计的前期阶段就已通过详细的流动计算特别着重注意减少流动损失,因此在储气腔进口处的弯管中设置了有利于流动的导向肋片。为了转换进气管的长度,使用了两根钢制转换轴,它们通过一对齿轮彼此相互连接,而且第二根转换轴上包含有一个非接触连续反馈式位置传感器。转换轴上的塑料转换阀板被做成有利于流动的翼片形状,并在其四周喷涂弹性合成橡胶,能最佳地密封防止泄漏损失。转换轴由真空操纵,并由弹簧力复位。进气管最上面的壳体中还包含有一个整体式真空储存腔,它由一个机械式真空泵来产生真空。这些薄壳部件均呈钦灰色。为了降低噪声水平,整个可变进气管被隔振地紧固在汽缸盖侧面的充量运动阀板调节器模块上。

   (2)充量运动阀板调节器模块
    充量运动阀板调节模块位于汽缸盖与可变进气管之间,而其中的充量运动调节阀板用于根据燃烧过程对进气运动强度的要求关闭或打开汽缸盖进气道的下半部。充量运动阀板调节器模块同样也是与与Mahler公司共同合作而成的,它被整体集成并模块化装配,包括塑料压注进气导管、不锈钢整体式燃油共轨和压铸铝底座。为了减少流动损失,充量运动调节阀板是偏心安置的,其形状能在打开位置时与汽缸盖进气道壁面完全紧密贴合。充量运动调节阀板由塑料制成,而其转轴则是钢的。充量运动调节阀板可在开和关两个位置进行调节。

    (3)燃油系统
    燃油系统应用了日本日立(Hitachi)公司生产的按需调节的单柱塞高压燃油泵,高压和低压燃油系统如图9所示。高压燃油泵由设置在第2排汽缸进气凸轮轴末端的三面凸轮驱动。与供油量固定不变的燃油泵相比,这种按需调节的燃油泵可通过进油量的按需调节来减少其驱动功率。系统压力处于约3~10MPa,其调节是由集成在燃油泵上的电控油量控制阀来实现的,而同样集成在燃油泵上的压力阻尼器能使进口处保持较小的压力波动。

    在这种无回油的燃油系统中,由按需调节的电动输油泵来提供必需的初始供油压力,因此在高压燃油泵的低压范围内集成了一个燃油压力传感器。

    另外,这种燃油系统还提供了改变初始供油压力水平的可能性,在例如发动机热态起动和停机等易产生汽泡的临界运行条件下,能将初始供油压力从0.3MPa提高到0.6MPa。
    (4)废气系统
      研发人员为排气侧开发了一种新的排气歧管铸件,为了防止在排气歧管安装法兰中产生热应力,将其分成3个单独的安装法兰。前置催化转化器的氧传感器从催化转化器向前移动到了排气歧管上(图10)。为了使排气声响不被察觉出来,各缸排气道被分开,并采用从3个合并成2个再合并成1个排气道的结构型式。这种排气道引导方式更有利的效果是使得废气均匀的流经氧传感器,从而能够实现分缸识别过量空气系数。根据CAD模型进行了流入催化转化器的废气流动模拟计算,从而使近发动机催化转化器设计方案达到非常高的均匀性指数,因此这种结构设计型式能确保催化转化器达到法规所要求的使用寿命。

    催化转化器本身被做成单体催化转化器的结构型式,排气歧管-催化转化器总成使用了一个尺寸为4" × 6"(600目)的陶瓷催化转化器,这种设计能够使废气排放在汽车整个使用期内都明显低于法规限值。

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