迈腾FSI发动机上.ppt

1、,发动机部分,内容,第一节:发动机概述 第二节:FSI基本原理 第三节:TFSI基本原理,第一节:迈腾发动机概述,FSI - Benzin-Direkteinspritzung,FSI 汽油分层喷射（燃烧） 传统进气道喷油的方法,技术已经达到了顶峰 像柴油机一样采用缸内直喷技术 优点：所需要的燃油是按精确需求量在指定时刻到达指定位置的,Fuel Stratified Injection,1.8TFSI 118KW 汽油发动机,2.0L 85kW 汽油发动机,2.0L 85kW 汽油发动机,发动机先进技术： 可变长度进气管技术 采用双质量飞轮 双质量飞轮是把传统的飞轮分为两个圆盘，其中一个圆盘仍

2、与发动机曲轴连接，以提高发动机的惯性矩；另一个圆盘与变速箱输入轴相连，以提高变速器的惯性矩。它们通过弹簧阻尼系统相互连接， 和传统的离合器扭转减振器相比,双质量飞轮可以降低发动机和变速箱振动系统的固有频率，避免在怠速时发生共振，提高了整体舒适性 结构轻量化 2.0L 气缸排量相对较大，采用了轻金属铝缸盖和活塞后，能有效减轻发动机质量，实现整车的轻量化，提高了动力性和燃油经济性 2.0L发动机使用可靠性高、油品适应性好、起步容易、质量可靠、经久耐用、非常适合中国各地路况、油品差异性较大的驾驶环境,塑料缸盖罩盖,直接喷射系统,新式节温器,低压蓄压装置与可变进气翻版整合,重量优化的曲轴箱,性能优化的

3、水泵,燃油高压泵,高位机油泵,VR6 FSI 3.2 l EU4 / 3.6 l,FSI的优势,引言,燃油经济性好 排放少，有助于环境保护 节约自然界能源,良好的燃油经济性（省油20%） 更为广阔的发展前景,在分层充气工作模式下，发动机以空燃比（1.6-3）的状态运行 在均匀稀薄模式下，空燃比保持在1.55左右 以此实现更为经济的燃油消耗,优点一：稀薄模式燃烧,混合气区域 （分层充气模式）,在分层充气模式下，燃烧只出现在以火花塞为中心的区域，减少了气缸壁的热量损失 热效率提高了,优点二：缸壁热量损失减少,混合气区域 （分层充气模式）,优点三：废气再循环率高,强制分层充气可使废气再循环率高达25

4、% 废气再循环: 在分层充气模式下，总是工作 在均质模式 （转速低于4000 1/min 且中等负荷时）下工作 怠速时不工作,引言,优点四：压缩比高,燃油直接喷入燃烧室，汽化时对进气起到冷却作用降低了爆震的可能性 可适当提高压缩比,优点五：超速切断时的节油作用,超速切断过程中气缸壁不会沉积燃油 燃油基本上被完全转化成可用能量 即使在恢复转速较低时，发动机也能稳定运行,混合气形成区,缺点一：NOx处理技术,在稀薄燃烧工作模式情况下，氮氧化物（NOx）排放较高 通过传统的三元催化反应器氮氧化物的转化不够充分 采用氮氧化物存储催化器，实现欧四排放标准,NOx存储能力%,行驶里程 Km,壳牌超级无铅汽

5、油ROZ99（10ppm硫）,高级无铅汽油ROZ98 （100ppm硫）,高级无铅汽油ROZ95 （150ppm硫）,问题二：燃油中的硫分处理,因硫与氮氧化物在化学性质上的相似性，在氮氧化物存储器中会存储硫 燃油中的硫越多，存储式催化净化器就必须更频繁地进行还原反应 会产生一定的额外燃油消耗,问题三：进气阻力,在分层充气模式和均质稀混合气 模式 时为 1.55 至3 进一步将节气门打开，吸入的空 气遇到的阻力就更小了,引言,节气门,实验一：认识1.8TFSI,传统方法 01-03 功能引导： 进气歧管匹配 读数据块0108106 强制低档匹配 长编码Long coding 燃油泵基本设定,高压

6、燃油缸内喷射 分层燃烧 MED79发动机控制系统,第二节: FSI基本原理,FSI燃油系统,燃油系统,低压系统 电动燃油泵给高压泵供应压力约为 6 bar的燃油 高压系统 燃油压力约为 50 -110 bar(取决于负荷和转速) 单活塞高压泵 经油压调节阀建立压力，再经燃油分配管输送到四个高 压喷油阀上 过压阀 保护高压部件，该阀在压力超过120 bar时打开,早期FSI供油系统,低压燃油系统,低压燃油系统的油压范围可以达到0.56bar 在冷、热启动时低压燃油系统的油压可以达到6.5bar,系统构成： 油泵控制单元J538 油箱 电动油泵G6 带有压力限制阀的燃油滤清器 （开启压力大约6.8

7、bar） 低压燃油压力传感器G410,高压燃油系统的油压范围可以达到30110bar,系统构成： 高压燃油泵 油压调节阀N276 油轨 压力限制阀（开启压力大约120bar） 高压燃油压力传感器G247 高压喷射阀N30-N33,高压燃油系统,凸轮轴,燃油泵控制单元J538,控制单元J538安装在电动燃油泵上面,功能： 控制单元J538通过脉宽调制信号（PWM pulse-width modulated）来控制电动燃油泵，使低压燃油系统的油压达到0.5-5bar。在冷热启动时使低压燃油系统的压力可达6.5bar,信号失效： 如果控制单元失效发动机将不能运转,燃油泵控制单元J538,燃油泵控制单

8、元J538通过迈宽调制信号来激活电动燃油泵，使燃油经低压燃油系统流向高压燃油泵,电动燃油泵,高压泵,燃油系统,高压泵由凸轮轴驱动 电动燃油泵给高压泵提供压力 约为6bar的低压燃油 高压泵产生燃油轨内所需要的 压力 压力缓冲器会吸收高压系统内 的压力波动,根据特性曲线，单柱塞高压燃油泵只提供喷射所需油量的燃油 供油时，发动机根据需要油量计算出柱塞泵的供油起始行程，燃油压力控制阀N276将吸合切断进油阀，高压油泵将泵腔内的燃油泵入油轨,供油工作原理,蓝色曲线是双凸轮的运动曲线，同样代表泵活塞的运动曲线；红色曲线代表高压泵泵腔内瞬时压力曲线。,工作过程：进油 回油 供油,供油曲线,在进油过程中，进

9、油阀在针阀弹簧力的作用下打开 随着高压泵泵活塞向下运动的过程中，泵腔的容积不断增大，燃油流入泵腔,进油工作原理,在进油过程中，泵腔内的燃油压力近似等于低压系统内压力,在回油过程中，进油阀仍然处于打开状态。随着泵活塞向上运动，泵腔内过多的燃油被压回到低压系统，以此来调节实际供油量 回油在系统中产生的液体脉动被系统中的油压衰减器和节流阀所衰减,回油工作原理,回油过程中，泵活塞向上运动，进油阀处于打开状态。泵腔内的油压近似于低压系统的油压,控制单元计算出供油始点并给燃油压力控制阀N276发送指令使其吸合 针阀将克服针阀弹簧的作用力向左运动；同时进油阀在弹簧作用力下被关闭 泵活塞继续向上运动，泵腔内建

10、立起油压。当泵腔内的油压高于油轨内的油压时，出油阀被开启，燃油被泵入油轨内,供油工作原理,燃油压力传感器,燃油系统,油轨内的压力保持恒定对 减少排放、降低噪音和提 高功率有重要影响 燃油压力在一个调节回路 中进行调节，传感器的测 量误差小于2%,燃油压力传感器,燃油系统,传感器的核心是一个钢膜， 在钢膜上有应变电阻 要测的压力经压力接口作用到钢膜 的一侧，钢膜弯曲，引起应变电阻 的阻值发生变化 分析电路将电信号处理放大后传递 给控制单元,燃油压力传感器的特性曲线,燃油系统,发动机控制单元给传感器供电，供电电压 5 V 压力升高时电阻降低， 于是信号电压升高,高压喷油阀,燃油系统,任务: 准确计

11、量出燃油量 将燃油雾化以便形成良好混合气 将燃油准确地直接喷入燃烧室,喷油阀,燃油系统,喷油阀将燃油直接喷入燃烧室 单孔喷嘴，燃油喷束角范围为 70,喷束倾角为 20 可在短时间内喷出很多燃油,高压喷油阀,燃油系统,预磁化,电流,喷油针升程,喷油量,喷油时间,高压喷油阀,燃油系统,喷油阀电流,预励磁阶段,升压阶段,拾波阶段,保持阶段,高压喷油阀,燃油系统,拆装必须更换四氟乙烯密封圈 四氟乙烯密封圈在推到喷油阀上时涨大 密封圈在推到喷油阀后必须收缩。 第一道密封圈整形需使用专用工具 T 10133/7 第二道密封圈整形需使用专用工具 T 10133/8,实验二：正确打开高压系统,拔下活性炭罐插头

12、 拔下燃油泵保险丝SD10 起动发动机 注意01/08/106的显示区1下的燃油压力 (怠速50bar) 当燃油压力在 6 - 8 bar时关闭发动机 (否则会损害催化净化器) 并打开高压系统 完成修理后要清除故障存储器,燃油系统,FSI分层燃烧,共有三种工作模式： 分层充气模式 均质稀混合气模式 均质混合气模式,基本原理,基本原理,一、分层充气模式,进气： 节气门尽量张开，以减小节流损失 进气歧管翻板完全关闭下部进气通道 被吸进来的空气以涡流形式通过上部的进气通道加速进入气缸 活塞顶部的特殊形状加剧了气流的涡流效果,分层充气模式,喷油： 喷油开始于约上止点前 60 喷油结束于约上止点前 45

13、 燃油被喷射到火花塞附近 喷油时刻对混合气的形成有很大影响,基本原理,在到达点火时间之前的很短时间里，以50100bar的压力向火花塞附近喷射燃油 燃油喷射角非常小（平），燃油雾气不与活塞顶部接触,分层充气模式,混合气形成： 混合气形成只发生在40- 50曲轴角之间 如果曲轴角小于这个范围则无法点燃 混合气 如果曲轴角大于这个范围则混合气就 变成均质充气了 空气-燃油比 =1.6 3,基本原理,分层充气模式,燃烧： 在火花塞周围点燃混合气 在燃烧的混合气和缸壁之间形成一个气体分层， 这样能够改善缸体散热损失，提高了热效率,基本原理,燃烧区,节气门不能完全打开，因为总是得保持一定的真空（用于活性炭罐装置和废气再循环装置） 发动机产生的扭矩可以通过喷油量来调节，进