奥迪Q7发动机系统培训

1、奥迪Q7发动机系统培训4.2升FSI发动机RS4-4.2RS4-4.2升升FSIFSI发动机发动机AUDIAUDI直喷发动机发展历程直喷发动机发展历程Audi 品牌的新型V 型系列发动机家族以其90 气缸倾角和90 mm 气缸间距的工艺而独树一帜。继本系列第一代产品3.2 升V6 FSI 发动机之后， Audi 又相继推出4.2 升V8 FSI 发动机。该发动机在供货时有两种款式可供选择，一款是舒适型基本配置 ( 首次使用在Audi Q7 上) ，另一款则是为新款RS4 设计的高转速运动型发动机。此外， Audi 还可提供这一家族中的另一杰作 5.2 升排量的V10 发动机。奥迪奥迪Q7Q7发

2、动机发动机技术说明： 汽油直接喷射 燃油均化平顺运行 带液压间隙调整的辊式拉杆 凸轮轴和辅助机组飞轮侧的链式传动装置 进排气凸轮轴的无级凸轮轴调节 两段式镁合金可变长度的进气管及内置混合气充填移动阀 ( RS4 除外) 电子油门 欧洲废气排放标准EU IV/LEV II基本型发动机与高转速发动机的主要技术差别表现在以下几方面： 曲柄传动机构 控制机构 气缸盖 机油供给 发动机冷却 进气轨道 排气装置 发动机管理系统扭矩扭矩/ /功率特性曲线功率特性曲线技术数据技术数据* 装有自动变速器* 手动变速器（包括离合器和双质量飞轮）曲柄传动机构汽缸体曲柄传动机构汽缸体气缸曲轴箱采用铝硅合金低压冷硬浇铸

3、，气缸曲轴箱经过特殊热处理。气缸运行道表面经机械去涂层处理。 气缸间距: 90 mm 气缸床位错： 18,5 mm 发动机结构长度: 464 mm 气缸体高度： 228 mm曲柄传动机构汽缸体曲柄传动机构汽缸体气缸曲轴箱下半部分（床板轴承横梁）由铝金属制成，带浇铸式GGG 50 主轴承盖。它用定心销定位，用液态密封剂密封后与气缸曲轴箱螺栓连接。主轴承通过四颗螺栓对称地相对主轴承中线紧固。床板的构造使得机械结构十分稳固，它的稳定作用与阶梯框架相同。发动机机械结构发动机机械结构曲轴曲轴带5 个轴承，由高级合金钢制成 (42CrMoS4)。曲拐呈90 并无曲柄轴径偏移。减震器是一种硫化结构的不平衡单

4、质减震器。 主轴承: 65 mm 主轴承宽度: 18.5 mm 连杆轴承: 54 mm 连杆轴承宽度: 15.25 mm连杆结构连杆结构基本型发动机使用的是36MnVS4 材料制成的裂化连杆。为求牢固，在RS4 发动机中传统的分离式连杆则采用CrNiMo8 材料制成。此外，高转速发动机连杆在几何结构上作了相应的适配并降低了公差。 轴颈：: 54 mm 轴瓦： 厚 1.4 mm宽 15.25 mm 轴套长度： 对接轧边 20 mm 连杆长度： 154 mm在裂化时，连杆通过一个工具从一个做好标记的规定断裂部位分离。在由此产生的不易混淆的断裂面上给出两部分之间精确的接缝精度。活塞特点活塞特点为了保

5、证强度，使用的是结构重量比普通活塞稍重的锻造活塞。这两种发动机的活塞几何结构相同。 活塞重量 :( 不包括环) 大约 290 g 活塞销： 20 mm x 11.5 mm x 40 mm曲轴箱排气装置曲轴箱排气装置排风管加热器排风管曲轴箱通风旁通阀油气分离器限压阀止回阀机油油气分离器的功能机油油气分离器的功能发动机机械结构链式传动发动机机械结构链式传动机构机构发动机机械结构辅助机组驱动发动机机械结构辅助机组驱动机油泵、水泵、转向助力泵以及压缩机由链传动D 驱动。链条驱动装置直接由曲轴驱动，并通过一个中间齿轮转变方向后带动齿轮模块上的链轮。空调压缩机传动链D齿轮模组油泵转向助力泵水泵发动机机械结

6、构发动机机械结构 汽缸盖汽缸盖高压燃油泵锻造凸轮轴曲轴箱排气管气门罩霍尔式传感器主要技术数据主要技术数据 铝制气缸盖；铝制气缸盖； FSI FSI 横置设计的涡流进气道；横置设计的涡流进气道； 火花塞中央排置火花塞中央排置的四气门技术；的四气门技术； 进气门：镀铬实心气门；进气门：镀铬实心气门； 排气门：充钠镀铬中空气门；排气门：充钠镀铬中空气门； 气门气门冲程冲程11 MM11 MM； 轻质及小摩擦气门机构，通过液压间隙调整机构的辊轮拉杆操纵气轻质及小摩擦气门机构，通过液压间隙调整机构的辊轮拉杆操纵气门，气门弹簧简单；门，气门弹簧简单； 气缸盖各带两个铸件凸轮轴，驱动通过液压式气缸盖各带两个

7、铸件凸轮轴，驱动通过液压式回转电机；回转电机； 气门开启度进气气门开启度进气200200 KW KW； 气门开启度排气气门开启度排气210210 KWKW； 凸轮调节范围为凸轮调节范围为 4242 KW KW； 在发动机静止时，采用止动销在发动机静止时，采用止动销锁定调节器；进气位在前，排气位在后；锁定调节器；进气位在前，排气位在后； 排气调节器回位弹簧；排气调节器回位弹簧； “内部废气再循环内部废气再循环”采用相应的气门重叠进行。采用相应的气门重叠进行。技术上，该气缸盖在著名的Audi 四气门FSI 缸盖的基础上进行了扩展。高转速发动机上的区别高转速发动机上的区别为保证大功率和高转速，气缸盖

8、在以下部件上作了改动：对进气通道进行气体充填优化处理 ( 截面增大)；进气门为镀铬中空气门 ( 重量减轻)；气门弹簧采用抗拉强度高的材料制成并具备高弹性；为保证大容量燃油需求，喷油阀为大流量设计；辊轮拉杆的轮子冲压设计更为坚固耐用；凸轮轴的配气相位不同，开口长度较大；气门开启角度进气230；气门开启度排气220 ；VR6 发动机沿用了气门间隙补偿元件。该元件具有较大的球型冲程，在试验过程中被证实更适用于高速发动机（关键在于：液压气门间隙补偿元件的完全填充）；气缸盖有一个改良过的水套，该水套向进气通道和喷；油阀之间部分供应冷却液，以降低气缸盖燃烧室板的温度；鉴于凸轮轴传动比的变化，在基本型发动机

9、上用于链传动的的凸轮轴调节器由30 齿改为25 齿。汽缸盖链条驱动机构汽缸盖链条驱动机构带回位弹簧的排气凸轮轴调节器进气凸轮轴调节器凸轮轴机构凸轮轴机构凸轮轴调节器按众所周知的液压摇凸轮轴调节器按众所周知的液压摇臂发动机工作原理工作。臂发动机工作原理工作。 进、排气进、排气凸轮轴调整角度均可达凸轮轴调整角度均可达4242度。转子度。转子和定子均由铝制造。四个压力腔均和定子均由铝制造。四个压力腔均由弹簧加载的密封元件进行径向密由弹簧加载的密封元件进行径向密封。调节器需被锁止于确定位置直封。调节器需被锁止于确定位置直到发动机起动并且建立起所规定的到发动机起动并且建立起所规定的油压。锁止位置在油压。

10、锁止位置在“滞后位置滞后位置”。进气凸轮轴调节器锁止无间隙。排进气凸轮轴调节器锁止无间隙。排气凸轮轴调节器有一有限的间隙以气凸轮轴调节器有一有限的间隙以便于可能使其可以安全地离开锁止便于可能使其可以安全地离开锁止位置。一个回位弹簧使调节器回到位置。一个回位弹簧使调节器回到“提前位置提前位置”。当发动机关闭后，。当发动机关闭后，调节器进入滞后位置，回位弹簧处调节器进入滞后位置，回位弹簧处于受力状态。于受力状态。机油循环系统机油循环系统机油泵的说明 对于8缸发动机而言，50L/分钟（7000转/分钟）的供油能力，是保持发动机润滑的基本条件。链条涨紧器虑清器机油调压阀机油冷却器恒温器机油冷却器机油泵

11、机油泵机油泵 虑清器单元虑清器单元机油回流高压机油底部过滤器密封盖虑芯高压机油输出ENGINEENGINE油底壳油底壳AUDI RS4技术在Q7上的运用对于运动型车辆来说，最重要的是在任何行驶状况下都能保证机油供应。为参加赛事，曾为高转速发动机的机油供给设计过最大为1.4 g 的横向加速。为了确保这一点，RS4 的油底壳上装备了一个附加的阀门系统。ENGINEENGINE油底壳油底壳向弯道外侧作用的离心力阀门关闭（机油被截留）阀门开启（机油涌向间隔腔）在一个壳体内安置了在一个壳体内安置了4 个阀门，它们的旋转轴与车辆的纵轴平行。阀门都个阀门，它们的旋转轴与车辆的纵轴平行。阀门都朝油泵吸入部分的

12、内侧开启。朝油泵吸入部分的内侧开启。机油循环系统示意图机油循环系统示意图启动压力的快速建立基础条件1、止回阀门系统2、凸轮调整机构的独立供油通道3、流量测试基础信息4、对凸轮轴调整机构的油压间接测量机油润滑系统关断阀机油润滑系统关断阀当有不规律的阀门噪音【主要集中在气门调整机构上】，且此噪音在长途行驶后消失而在短途行驶时总是重复出现，则必须更新机油关断阀。图示说明1机油关断阀2喷嘴阀机油关断阀喷嘴阀机油压力及压力开关机油压力及压力开关标准机油压力值：怠速运转时的机油压力：至少1.2 bar。2000 rpm 时的机油压力：至少3.0 bar。AUDI Q7AUDI Q7的冷却循环系统的冷却循环

13、系统新款V8 发动机冷却循环的设计思想为纵向交流冷却。冷却液从排气侧注入并经由气缸盖密封流入气缸盖，在那里纵向通过链轮顶盖流出。通过改进横截面，冷却水通道钻入凸棱，从而使得气缸凸棱的冷却得到改善。由于进气门始终处在高功率密度的强负载下，因此高转速发动机在两个进气门之间还具备V 形强制流通孔。补偿罐暖风热交换器冷却液泵发电机机油冷却器恒温器冷凝器ECT传感器冷却风扇控制冷却液泵和恒温器冷却液泵和恒温器图示说明1壳体2水泵冷却液泵和恒温器冷却液泵和恒温器F265受特性线控制的发动机冷却装置的节温器Audi Q7 4.2FSI发动机进气系统热膜式空气流量计热膜式空气流量计进气转换阀节气门进气管风门进

14、气管风门工作原理进气管风门工作原理Q7和RS4的发动机的进气管风门与进气转换管一样受特性曲线控制，两种发动机的进气管风门同样在低负载和低转速范围时被激活。它们相对气缸盖中的气道分离板运行，并由此关闭进气道的下半部分，被吸入的气流因而涌入气道的上半部分并在气缸中形成一种翻滚状的充气运动。进气管风门未被激活时呈开启状，整个气道截面畅通。一个气缸床的所有风门都被固定在一根共同的轴上。在Q7 的基本型发动机中，进气管风门受一个电子促动器的控制。每个气缸床中所有进气管风门的位置都由一个霍尔传感器监控。在高转速发动机中，进气管风门的开关各通过气缸床的真空执行元件进行。这里风门位置的反馈信息也由霍尔传感器提

15、供。发动机进气系统发动机进气系统可变长度进气可变长度进气【本图示例为3.2L发动机，原理相同】进气道可在无噪音的情况下进行转换，它有两种工作状态进气道可在无噪音的情况下进行转换，它有两种工作状态- -短进气道和长进气道短进气道和长进气道- -分别用于功率和扭矩输出。进气道分别用于功率和扭矩输出。进气道的转换由电磁阀控制。管路可由弹簧控制使其返回原始位的转换由电磁阀控制。管路可由弹簧控制使其返回原始位置。真空蓄能器集成在该系统中并可提供相应的真空。压置。真空蓄能器集成在该系统中并可提供相应的真空。压力和温度双功能传感器及通风系统的压力调节阀均安装在力和温度双功能传感器及通风系统的压力调节阀均安装

16、在进气管上。为实现纵向调节进气管，使用了两个选档杆。进气管上。为实现纵向调节进气管，使用了两个选档杆。两个选档杆通过一套齿轮相连。塑料翻板配有导流部分，两个选档杆通过一套齿轮相连。塑料翻板配有导流部分，可以改善空气流动。翻板上有弹性挤压层以防止泄露可以改善空气流动。翻板上有弹性挤压层以防止泄露/ /发发动机通过霍尔传感器持续地监测进气翻板的位置动机通过霍尔传感器持续地监测进气翻板的位置发动机进气系统发动机进气系统可变长度进气可变长度进气发动机进气系统发动机进气系统可变长度进气可变长度进气气缸盖内的进气道被一个优质钢片水平分成两部分。通过位于前部的进气管翻板可以关闭下部的进气道，于是就可以提高气

17、流密度并会在燃烧室内使空气柱产生滚动（波动）,从而可使得燃油-空气混合气产生最佳的涡流运动。为了减少气流损失，进气管翻板是偏心安装的，这样就可保证翻板在打开位置可与气道壁合为一体。进气管翻板的双级调节是用真空来实现的，回位是通过弹簧力实现的。在静止位置，进气管翻板通过弹簧力关闭进气管风门工作原理进气管风门工作原理RS4Audi RS4 的真空软管连接的真空软管连接二次空气组合阀空滤空滤自动球阀组合阀真空罐N80碳罐N335MAF引流泵/阀进气管N316执行器二次空气阀N112止回阀制动真空泵V192真空罐G294J569二次空气泵继电器J299燃油箱排气风门N321Audi Q7 的真空软管连

18、接的真空软管连接制动真空泵V192蒸发箱排气阀二次空气泵带止回阀的引流泵组合阀空滤制动助力器G294J569二次空气喷射继电器J299燃油蒸汽系统Audi Q7/RS4的燃油系统的燃油系统Q7燃油系统与C6相同，唯一区别就是具有两个高压油泵。高压油泵2高压油泵1低压燃油传感器G410泄油管燃油滤清器溢流阀高压油轨2高压传感器G2475-8缸燃油滤清器低压油泵发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统示意图示意图燃料供给系统可分为部分，即高压和低压系统。燃油被输送在高压下从高压泵到喷嘴。在油箱中的电动油泵和高压泵之间及回油管间的是低压油。发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统低压部分低压部分低压系统是一

19、个按需调整的系统。电动泵的电量消耗是由执行电子元件通过脉宽调制的。从发动机到执行电子元件的信号也是脉宽调制的。没有燃油回油管。低压传感器N410使内部燃油压力保持在4bar。预压力在下面几种情况下必须增至2baar： 当发动机停止工作（电动泵后工作）； 在发动机起动前（电动泵前工作）；当点火打开或驾驶员车门开关接合 ；当起动发动机且发动机起动时间达到5秒； 当发动机热机起动以防止汽泡产生。发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统低压部分低压部分发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统高压部分高压部分高压系统由下列元件组成： 高压燃油分配板，集成在进气管法兰上，带有压力传感器和压力控制阀 高压喷射泵 高

20、压油路 高压喷嘴。发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统高压泵高压泵单活塞高压泵由日立公司制造。在右侧气缸进气凸轮轴后端通过一个三角凸轮轴驱动，可产生20-120bar的燃油压力。根据标定值燃油压力由流量控制阀N290控制。由燃油压力传感器G247来监测此处的燃油压力。该泵无泄荷管路，但在内部将受控燃油输入回供油端。泵内集成了一个低压燃油传感器G410。这是一个按需要调整的高压泵。这意味着只将发动机脉谱图中规定的燃油量输送给高压轨道。与连续高压供油系统相比，该系统可减少所需驱动动力。只是实际需要的油会补输入给系统。发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统高压泵进油高压泵进油进油冲程出口 在进油冲程，

21、在活塞弹簧力的作用下，活塞向下移动。内部空间增大使燃油进入油泵内部。流量控制阀使低压阀保持在打开状态。流量控制阀处于断电状态。发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统高压泵有效冲程高压泵有效冲程有效冲程 在有效冲程，凸轮使泵活塞向上移动。但因油控制阀处于断电状态而导致低压进油阀无法关闭。因此，压力依然无法建立。发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统高压泵压缩行程高压泵压缩行程建压冲程 在建压冲程，发动机控制单元为流量控制阀提供电流。衔铁被磁场吸引，泵内的油压使低压阀回至其阀座。如果泵内压力超过轨道压力，则回油阀打开，燃料被送至油轨。发动机燃油喷射系统发动机燃油喷射系统燃油喷射器燃油喷射器高压喷射阀由

22、日立公司制造。其任务是及时将所需的燃油直接喷入燃烧室。发动机控制单元施加大约66V电压来驱动喷油阀。燃油量取决于打开时间和燃油压力。燃烧室由Teflon密封圈密封。在解体后必须更换奥迪Q7排气装置各气缸都有自己的排气管路，在气缸盖上采用无空隙法兰连接排气弯管。前尾气催化净化器是陶瓷设计，与氧传感器连接。在尾气催化净化器前的氧传感器为宽带探测器，在尾气催化净化器后有一个间歇传感器。安装在车下底层附近的主尾气催化净化器同样为陶瓷构造。各气缸床的排气管都汇集到一个前消声器上。前消声器是一种吸音式消声器，消声器中的串音功能能够提高发动机的功率和扭矩。 前消声器与后消声器之间的连接各自通过分开的管道。二

23、次空气喷射系统二次空气喷射系统原理由于在冷起动和预热阶段混合气较浓，废气中的未燃烧碳氢化合物比例较高。通过喷入二次空气，在弯管和前管内发生再氧化。由此产生的热量可使尾气催化净化器在发动机启动大约30 秒后进入运行准备状态。二次空气组合阀的功能和密封性检查把一根合适的辅助软管（如 -箭头- 所示）连接到二次空气组合阀上。两种状态轻微用力，结果密封，不允许泄露；用力，结果必须打开。并且两种状态必须能够明显区分。奥迪奥迪Q7Q7发动机管理系统发动机管理系统 (BOSCH MED 9.1.1)(BOSCH MED 9.1.1)奥迪Q7BAR发动机管理系统概述新款新款V8 FSI 发动机使用两种型号为发

24、动机使用两种型号为Bosch MED 9.1.1 的发动机控制系统。的发动机控制系统。在在Q7 发动机上采用了一个发动机控制单发动机上采用了一个发动机控制单元。元。在在RS4 发动机上则是两个发动机控制单元发动机上则是两个发动机控制单元。RS4的两个控制单元有主的两个控制单元有主从之分从之分。发动机转速传感器发动机转速传感器G28在在Q7 型发动机上使型发动机上使用的是感应式传感器用的是感应式传感器，在带主控副控结，在带主控副控结构的构的RS4 发动机上使发动机上使用的则是霍尔传感器用的则是霍尔传感器。节气门控制单元节气门控制单元在在Q7 上使用的上使用的Bosch 节节气门控制单元直径为气门控制单元直径为82 mm，是本类产品中最大，是本类产品中最大的型号。的型号。由于在由于在RS4 上的进气通上的进气通道直径达道直径达90 mm，所以，所以在