大众1.4TSI发动机新技术解析(增压冷却系统和双节温器)-141013.doc

大众1.4TSI发动机新技术解析1.增压系统该款发动机的废气涡轮增压系统的机械结构与大众集团常规的增压系统没有根本的变化，但其冷却方式却有了很大的创新：采用了水冷式的中冷器。此外单独设计了一个小型水箱安装在进气歧管内用来冷却增压后的空气，以适当降低进气温度，增加充气效率。由这一大一小两个水箱及一个安装在发动机前部的电动冷却液循环泵构成了全新的增压冷却系统，它与用于发动机本体的冷却系统共用防冻液，但又通过单向阀相互隔开，互不影响，详细结构如图1、图2、图3所示。增压系统的机械结构中，其叶轮和涡轮的直径分别达到了37mm和41mm，相应速度更快，旁通阀直径达到了26mm，1250r/min的时候就可以达到最大扭矩的80，最大有效增压压力可达到1.8bar(1bar=105Pa)，增压控制元件可以单独更换。增压系统的控制方面有4个重要的传感器：增压压力传感器G31和进气温度传感器G299整合为一体；增压压力传感器G71和进气温度传感器G42整合为一体，如图4所示。增压压力传感器G31和进气温度传感器G299的作用是检测并控制增压压力，保护发动机，当温度超差时降低增压压力；增压压力传感器G71和进气温度传感器G42的作用是监控进气量，监测最终进气温度。2个进气温度传感器的共同的重要作用就是控制冷却液循环泵，当2个温度传感器的温差小于8的时候，冷却液循环泵被激活。当二者温差小于2的时候，OBD报警灯会点亮；而当二者同时失效的时候，会用默认值替代，此时增压压力和动力性都会下降。冷却液循环泵安装位置如图5所示，它的运行条件比较复杂，除上述以外，还会在如下情况下运行：启动发动机后的短时间内；发动机停止工作后0480s(依据具体情况而不同)；输出扭矩持续在100Nm以上时；发动机每工作120s，冷却液循环泵工作10s；进气温度传感器G42持续超过50。这里还要注意，在更换防冻液时，要使用专用工具VAS6096抽真空加注或使用专用诊断仪VAS5052A的引导功能驱动冷却液循环泵运转，以便为冷却系统排气，避免产生气阻。2.发动机冷却系统该款发动机的冷却系统和增压系统的冷却几乎是隔离的。发动机冷却系统的防冻液初装量是4.3L，缸盖中的防冻液容量大概可以占到总量的2/3。其最大特点是装备了双节温器，分别控制缸盖和缸体的冷却液循环，保持缸体的温度比缸盖的温度稍高，这样可以降低曲柄连杆机构的摩擦，提高充气效率，并且一定程度上可以减少爆震的倾向，以求更好地发挥出发动机的性能。如图6、图7、图8所示，节温器1(采用双行程节温器，以便更精准的进行控制)负责缸体循环系统，节温器2负责缸盖循环系统。其具体工作控制过程如下。温度87时：两个节温器都关闭，发动机可以迅速升温，冷却液流经水泵、缸盖、节温器支架、小水箱、机油冷却器、冷却液储液罐，如图9所示。温度在87105时：节温器1打开，节温器2关闭，缸盖温度保持在80，缸体温度继续上升，冷却液流经水泵、缸盖、节温器支架、小水箱、机油冷却器、冷却液储液罐、散热器，如图10所示。温度在105时：两个节温器都打开，缸盖温度保持在87，缸体温度保持在105，冷却液流经水泵、缸盖、节温器支架、小水箱、机油冷却器、冷却液储液罐、散热器、缸体、废弃再循环阀，如图11所示。冷却系统中的冷却风扇控制形式仍旧采用同P Q35平台车型原理一致的发动机电脑脉宽信号控制方式。3.供油系统：与传统TSI发动机的结构基本一致，低压端的燃油泵仍由油泵控制单元控制，高压端的高压泵由进气凸轮轴驱动，高压压力一般在35100bar，高压泄压压力为140bar，低压压力一般在6bar以内。特别需要注