转奥迪轿车FSI发动机技术分析

转奥迪轿车FSI发动机技术 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 转 奥迪轿车FSI发动机技术分析 1前言 1.1引言 日益严峻的能源和环境问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 使得人们在追求车用汽油机良好动力性的同时对汽油机的燃油经济性和排放提出愈来愈高的要求。为此，近年来世界各国开发了许多发动机新技术。其中汽油机缸内直喷技术无论在节能还是在降低排放效果方面均十分明显,已成为车用汽油机一个十分重要的发展方向。 1.2国内外汽油缸内直喷发动机研究发展状况 汽油直喷发动机的发展经过了3代。第一代称为壁面引导(Wall-guided)直喷型，利用缸内空气流动使燃效成层，实现了稀薄燃烧;第二代称为按化学计量混合直喷型，以理论混合比混合燃料和空气。而奥迪轿车FSI新发动机采用第3代直喷技术，只需将燃料喷射成雾状，便可局部形成燃料较浓的区域，通过在这一区域附近设置点火火花塞来实现分层燃烧(稀薄燃烧)[1]。 1.2.1国外汽油直喷发动机研究 汽油缸内直接喷射燃烧是汽车发动机的一项新技术。它的基础技术借鉴于柴油机的燃油喷射技术于20世纪30年代开始研制开发。但受当时内燃机技术水平和自动控制技术水平的限制，开发的发动机性能并不理想，长期以来进展缓慢，没有得到实际的应用。随着电子控制技术的进步,各国加大了对汽油机直喷技术的研究。日本的三菱公司与丰田公司相继推出了批量生产的新机型,欧美一些著名研究机构与生产企业如AVL、FEV、Bosch等也公布了各自的研究成果[2]。这些对汽油机直喷技术研究成果基本包括:?可以实现分层稀燃,使压缩比提高至12~14。?部分负荷时采用像柴油机那样的质调节(无节气门的节流损失),可大幅度提高指示效率,达到节能15%~20%的目标,即达到直喷式柴油机的燃油经济性水平。?循环热量的利用更合理(因混合气同时被燃烧室壁和活塞加热,使这一部分循环热量被利用而不是传给冷却水),热损失小,故热效率较高。 ?因进气充量温度较低,所以具有较高的充气效率和抗爆震特性。?因汽油直接喷入缸内,即使在低温下也具有良好的加速响应性和优异的瞬态驱动特性。 1.2.2国内汽油直喷发动机研究 国内也有一些科研机构开始进行汽油机直喷技术的研究与开发工作。西安交通大学开发了缸内直接喷射周向分层燃烧系统，该系统的特点是利用具有非均匀性周向分布的机械式喷嘴实现周向分层[3]。天津大学内燃机研究所开发了一种直喷发动机燃烧分析系统,使得对缸内直喷技术的研究更加完善[4]。在关于印发"建设吉林省汽车自主创新体系联合行动2007年度第一批省科技计划项目招标公告"的通知中，在汽油机直喷技术研究项目中明确了研究内容:开发可以用于均质理论混合比GDI汽油机和PFI汽油机通用的燃烧系统;建立汽油直喷发动机的喷雾及燃烧模型和喷雾、燃烧过程试验数据库; 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 符合PFI和GDI通用燃烧系统概念的气缸盖;研究与汽油直喷技术相关的OBD技术;研究电控标定技术;开发GDI发动机直接启动技术;研究增压直喷GDI发动机的噪声、振动控制技术;研究废气再循环对汽油直喷燃烧过程影响规律;研究发动机可变技术对GDI发动机性能排放的影响。未来几年里，汽油机缸内直喷技术在我国的研究与开发工作将日益完善。 2FSI技术及其基本工作原理 2.1FSI技术概念及其优缺点 FSI是FuelStratifiedInjection的缩写。意指燃油分层喷射，是直喷式汽油发动机领域的一项创新的革命性技术[5]。FSI技术是指改变传统的汽油机通过化油器从进气管中将燃油与空气混合的燃油供给系统的供油方式，而采用像柴油机一样的，通过喷油嘴直接将汽油往气缸内喷射的供油方式。采用燃油直喷技术的发动机,发动机能在火花塞点火之前把汽油直接喷射到高压的燃烧室，同时在ECU的精确控制下，使混合气体分层燃烧。这种技术可以让靠近火花塞处的混合气相对较浓，远离火花塞的混合气相对较稀，从而更有效的实现"稀薄"点火和分层燃烧。并且由于不用加热进气以便汽油得到充分挥发而提高了进气充量,在部分负荷时也没有因为要用节气门进行调节发动机的功率而减小了进气气阻。采用缸内直喷技术的汽油机的空燃比可以调节到比用化学计算法得出14.7:1更稀薄的状态，从而能够将内燃机的燃料效率提高20%[6]。而不会对发 动机性能造成负面的影响。其局限性主要是因为空气过量而使氮氧化合物(NOx)排放增加。采用直喷技术后，燃油以细微滴状的薄雾方式进入汽缸，而不是以蒸汽的方式。这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变为可燃蒸汽时，实际上对发动机的汽缸起到了冷却的作用。这种冷却作用降低了发动机对辛烷的需要，所以其压缩比可以有所增加。而且正如柴油一样，采用较高的压缩比可以提高燃料的效率。采用FSI技术的另一优点是能够加快油气混合气体的燃烧速度，这使得FSI发动机和传统的化油器喷射发动机相比，可以很好地适应废气再循环工艺。例如，在三菱发动机上，当怠速运转过程中如果发动机燃烧不稳定，则发动机可以以40:1的空燃比很平稳地运行(如果采用了废气再循环EGR技术，那么发动机的空燃比可以提高到55:1)[7]。让发动机燃烧非常稀薄的油气混合气体也就意味着其每个燃烧冲程燃烧的燃料量更少，因而产生的功率也就更小。当汽车在高速或高负荷下行驶时就会出现动力不足的情况，因此要配备一个电 用以检测来自的发动机各种运转情况和探测驾驶员希望在高负载或高车子系统, 速下操纵汽车，喷射脉冲就会提前在进气冲程进行更多的燃油喷射,以满足对高负荷时所需要的大动力，而在正常情况下的诸如城市市区的低负载驾驶工况，燃油在压缩冲程延迟喷射，这时喷油系统提供一种极稀薄的油气混合物分层，从而提高了发动机的燃油经济性。FSI技术对发动机的排放具有很重要的影响。当较少的燃料在一个富氧的环境中燃烧时，HC和CO的产生量会大大减少。另一方面，氮氧化含物的产生却会有所上升。为了避免这个问题的发生，则可以利用适当的废气再循环(EGR)来抑制氮氧化含物产生，FSI发动机一般采用了30%的EGR比率，并加上采用了一个合适NOx气体催化器，通过这些措施可以使FSI发动机的尾气排放得到很好的控制。奥迪采用的FSI燃油直喷技术在同等排量下实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合。是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术.并引领了汽油发动机的发展趋势。 这一世界领先的发动机技术，自问世起就为奥迪赢得了无数荣誉。从2001年6月开始，FSI汽油直喷发动机在世界上几乎最严峻的耐久性测试中就已经展现出超常的潜力。而由FSI发动机驱动的奥迪R8在勒芒大赛中多次夺魁，在ALMS美国勒芒系列赛上更是赢得了无数个冠军，无数次登上领奖台，3.2FSI发动机还被评为2005年度世界最佳发动机的第一名。 但是，FSI同时也要面临PFI(PortFuelInjection的缩写，意指进气口燃油喷射)所没有的困难。如在要求的工作范围内如何对分层燃烧进行有效的控制; 确定怎样的喷油控制策略来保证较好的负荷切换，以适应于FSI的喷油器设计，解决小负荷时HC排放过高，大负荷时NOx排放过高并有碳烟形成，及由于汽油自润滑性差导致的燃油喷射系统和缸壁磨损等，这些是FSI开发中常遇到的困 ，需要开发专用的稀燃NOx催难。此外，原有的三效催化转化器不适用于FSI 化转化器[8]。 2.2奥迪轿车FSI发动机工作原理 直喷式汽油发动机原理的特点是可采用两种不同的注油模式，即分层注油和均匀注油模式[9]。在油门半开状态下，分层注油方式可充分发挥燃料的经济效益。因为这时只在火花塞周围才需要富含汽油可触发的油气混台物，而在燃烧室的其他地方只需注入含高比例空气的油气混合物。在日常驾驶条件下，直喷式汽油发动机技术的节油性能将更加显著。因为驾驶员可以不断地来回更换采用分层注油和均质注油两种模式。直喷式汽油发动机技术之所以能够实现分层注油原理，是因为它可控制燃烧室内的注油过程，并在完成触发之前直接注入燃料，这样就可大幅度减少燃烧所需的燃料。这是实现FSI发动机经济效益最重要的先决条件。 奥迪轿车FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门[10]。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25:1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12:1左右，外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。 FSI发动机按照发动机负荷工况，基本上可以自动选择分层注油和均匀注油两种运行模式[11]。在低负荷时为分层稀薄燃烧，在高负荷时则为均质理论空燃比(14.6-14.7)燃烧。如图1。在这两种运行模式中，燃料的喷射时间有所不同，真空作动的开关阀进行开启和关闭。在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中，燃油则是在进气冲程中喷射。理论空燃比的均质混合气易于燃烧，不必借助涡流作用，因此，由于进气阻力减少，开关阀打开。而在全负荷以外，进行废气再循环，限制泵吸损失，由于直喷化而使压缩比提高到12.1，即使在 均质理论空燃烧比混合气燃烧中，仍能降低燃油耗。进一步说，在FSI发动机中，在低负荷与高负荷之间，作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧，在这种运行模式中，燃油在进气冲程喷射，并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流，开关阀被关闭。 2.3FSI工作模式 FSI燃烧方式基本只限于均匀燃烧。由于以下原因，"分层充气"的运行工况是无法实现的。在发动机转速较低及发动机负荷较小时，体积较大的6缸发 催化净化器动机比小排量的4缸发动机的热负荷要小些，由于废气的温度较低.就无法达到处理NOx的工作温度(600?以上)。 "均匀燃烧"工况可分为两种状态:1、进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧。在发动机转速低于3750r/min或发动机负荷低于40%时，进气歧管翻板是关闭的(由发动机特性曲线决定)。下部进气道被封闭，被吸入的空气就会通过上部进 、进气歧管翻气道加速后呈紊流状流入燃烧室。燃油喷射发生在进气冲程中。2板打开时的均匀燃烧[12]。在发动机转速高于3750r/min或发动机负荷高于40%时，进气歧管翻板是打开的，这样就可保证发动机在高转速、大负荷时获得更多的进气量。这个过程是通过个大容量的双级进气管来实现的，该进气管这时切换到功率工况(短进气管)，燃油喷射也是发生在进气冲程中。 2.4缸内直喷式与进气道喷射式汽油机的比较 电喷式汽油机按喷射位置可分为两种形式:进气道喷射式和缸内直喷式。其主要差别在于混合气的制备过程不一样。进气道喷射发动机当进气门关闭时将燃油喷在各缸进气阀的背面,进气冲程中油气混合物进入气缸。在冷起动过程中,由于蒸发不完全,燃油会在进气道、进气阀背部表面形成油膜和油坑,实际喷入的燃油量远远超过了按化学当量比计算得到的喷油量,HC排放显著增加,因此对进气道喷射汽油机而言,在美国FTP排放测试中最初的90s内产生HC总量90%的情况是常见的事[13]。相反,直喷式汽油机避免了进气道湿壁现象的问题,为燃油的精确计量提供了方便,相应地降低了冷起动过程中HC的排放量,提高了发动机的瞬态响应速度,发动机基本上在第2个工作循环就能正常运转起来。 进气道喷射发动机的另一个局限性在于负荷的变化依靠节气门的调节。尽管节气门控制对PFI发动机来说已是成熟的技术,但它带来的热动力损失是相当大的。任何利用节气门来调节负荷的系统都会面对这种寄生泵吸损失,并且会使发动机在低负荷时热效率降低[14]。相反,直喷式汽油机可以不再使用节气门来调节负荷,而是利用缸内空燃比的变化来达到发动机的工况要求,这一工作原理提高了FSI发动机在部分负荷时的容积效率,燃油经济性随之得以改善。 燃油的潜热可以用来降低混合气的温度和容积,从而影响着发动机的充气效率和爆震趋势。对进气道喷射发动机而言,由于燃油是喷在进气歧管内的,燃油的蒸发主要依赖于进气道和进气阀等热源对油膜的热传递,因而不能显著地冷却充质。对缸内直喷式汽油机而言,燃油以较细的雾化颗粒形式进入气缸,从周围的空气中获得热能,因而可以有效地起到冷却充质的目的。不同的喷射定时影响着燃烧室表面到充质的传热率。在进气冲程中喷油,增加了缸壁对充质的热传递,这样燃油蒸发对最终充质温度的冷却效果就变差了;在压缩冲程中喷油,喷油之前,由于空气温度较高,缸壁对空气的传热率降低,这样当燃油喷入时,燃油蒸发对充质的冷却效果得到了较好的保持,因而在点火时刻燃气温度较低,最终降低了爆震趋势。 3新款奥迪A6FSI发动机结构 3.1FSI发动机技术特性 新型AudiA6发动机首次采用配备FSI技术V6发动机，该发动机也用在AudiA8和AudiA4轿车。这种发动机现已达到下列开发目的: l符合EU?废气排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 l油耗降低 l性能提高 l扭矩大 l优良的运动性和灵活性 l动力强劲 技术特性如下: l曲轴箱用铝硅铜合金制成，重量轻 l轻型塑料，双位置进气管 l配备平衡一级自由惯性力的平衡轴 l配备4气门滚柱式凸轮从动机构的低摩擦缸盖 l采用链传动机构 l前端附件由V型转动带驱动 l连续调整进排气凸轮轴 l采用西门子管理系统 l通过氧传感器和两个催化转换器控制排放 l采用计量空气的P/N系统 扭矩-功率曲线如图2所示。 技术参数如表1所示。 发动机代码 AUK 类型 90度夹角V型发动机` 排量?3 3123 功率KW188/6500rpm 扭矩Nm330/3250rpm 发动机转速 7200rpm 缸径mm84.5 冲程mm92.8 压缩比 12.5:1 重量Kg169.5 燃油规格 ROZ95/91 点火顺序 1-4-3-6-2-4 点火间隔 120? 发动机管理系统 带E-gas西门子管理系统 机油规格 SAEOW30 排放标准 EU? 表1技术参数 3.2进气系统 3.2.1进气系统组成 进气系统(图2)从车前部的进气口到滤芯上的洁净空气出口部分，与奥迪其他几乎所有车型都是相同的。为了提高空气滤清器的使用寿命，使用了圆柱形的空气滤清器滤芯，滤清器壳体上有一个排水阀，它可改善排水效果。进气系统还有一条来自车轮罩的进气管，这根进气管的气流截面是经过优化的。对于气候寒冷的地区，还可选装滤雪网和热空气进气装置。热空气进气装置是用蜡膨胀元件来控制的。节气门体是个单向流动系统，可以选装水加热系统。切换式进气管有两个位置: 一个通短进气道，一个通长进气道，分别用于要求功率和扭矩的情况。长、短管道的切换是用电磁阀来实现的。复位是通过弹簧力来实现的。真空存储单元是集成式的。进气管内有双传感器(压力传感器和温度传感器)，还有通风系统压力调节阀的支座。进气管长度的切换是通过两根控制轴来实现的，这两个轴是通过对齿轮副连接在一起的。塑料翻板的断面形状非常有利于气流流动。塑料翻板上有弹性挤压成型层，用于防止漏气。气缸盖内的进气道被一个优质钢片水平分成两部分。 3.2.2进气系统工作原理 发动机需要大量空气时，发动机控制单元(主动开启)就会启动电磁阀N335。于是真空单元打开车轮罩入口，当空气滤清器壳体内的真空度过高(例如车前部进气口堵塞)时，车轮罩入口就会被动开启，真空度升高会将车轮罩入口的翻板强制打开，切换式进气管(图4)根据声音的情况来断开， 以便降低噪声。通过位于前部的进气管翻板，可关闭下部的进气道。于是就可以提高气流密度，并会在燃油室内使空气柱滚动(波动)，从而使得燃油空气混台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， 图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(5)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(小截面)霍尔传感器会反馈翻板的位置信息。 3.3排气系统 新车的排气歧管是个铸造件，为了防止出现热应力。排气歧管与缸盖的连接被分成单个法兰。废气的汇流是从3缸到2缸再到1缸的，不是四叶式的。氧传感器安装在三个气缸上气流流动的最佳位置(图6)，这样就可以完成对各个气缸的入调节，于是发动机控制系统就可以更好地控制每个气缸的混合气质量。 3.4燃油供给系统 3.4.1燃油供给系统示意图 燃油供给系统分为两个系统(图7):低压系统和高压系统。低压系统是一种按需要来调节的系统，电动燃油泵(EKP)的功率由功率电气装置通过PWM(脉冲宽度调制)信号来调节。从发动机控制单元到功率电气装置的信号也是通过PWM信号进行传递的，没有燃油回油管。低压传感器N410用来监控不同压力的保持状况。电动燃油泵集成在油箱内，只要低压回路中的单向阀开启，初级输油压力可保持在4bar(绝对压力)，并由低压调节器调节。在正常的运转情况下始终保持这样的状况。假如单向阀关闭，通往低压调节器的油路被切断，从而使电动燃油泵的最高输油压力升高到6bar[15]。 燃油分配管(共轨)中的燃油压力由压力控制阀根据压力传感器的信号，随发动机运转工况的变化，在5O~100bar范围内进行调节。燃油分配管经过较短的高压油管将燃油输送给喷油器。从压力控制阀流出的燃油在低压下返回油箱。油箱中的燃油蒸气经过油箱通风管储存在活性炭罐中，并由发动机控制系统调节将其输往发动机气缸内燃烧掉。 3.4.2燃油供给系统的技术特点 燃油供给系统的设计具有如下技术特点:l、电动燃油泵的功率消耗低，因此可节省燃油;2、燃油吸热率非常低(仅压缩当前所需燃油);3、电动燃油泵的使用寿命长;4、降低了噪声，尤其是在怠速时;5、可以对低压系统和高压系统的减震器进行自诊断(通过低压传感器)。 3.4.3预供油压力工况 在下述工况时.预供油压力必须提高到200kPa:1、发动机停机时(电动燃油泵继续运行);2、发动机起动前(电动燃油泵预运行)，当点火开关接通或驾驶员车门接触开关接通;3、在发动机起动过程中以及发动机起动后的5s之内;4、在热起动以及热机运行时，时间取决于温度(t5s),以防止产生气阻。 3.4.4高压系统组成及高压喷油泵机构原理 高压系统组成部件包括:高压燃油分配板;高压喷油泵;高压油路;高压喷油阀。 高压喷油泵(图8)由Hitachi公司制造，由两列气缸进气凸轮端的三角凸轮驱动，可产生30-120bar的燃油压力，压力由油量调节阀N290根据标定值进行调节，燃油压力传感器监控燃油压力。 单活塞高压泵没有泄油管，它将受控的燃油送回到供油端。该泵内集成有燃油低压传感器G410。该系统是一个根据需要来进行调节的高压泵。也就是说，该高压泵只将发动机控制单元内存储的特性曲线所规定的燃油量送入高压油轨。与连续供油的高压泵相比，该系统的优点是消耗的驱动功率降低了，且只是输送实际需要的燃油量。 单活塞高压泵工作时，在进油冲程(图9)，凸轮的形状和活塞弹簧力使得泵活塞向下运动。泵内的空间加大，燃油流入，流量控制阀将低压阀保持在打开位置。油量控制阀被切断电流;在作功冲程(图10)，凸轮使得高压泵活塞向上运动，这时还无法建立起压力，因为油量控制阀还处于无电状态。这可以防止低压油阀关闭;在压缩冲程(图11)，发动机控制单元这时会接通油量控制阀 的电源，磁铁被吸紧。泵内压力将低压进油阀压入打扫其座内。如果泵内压力超过油轨内的压力，那么单向阀就会被推开，燃油就会进入油轨。 高压喷油器(图12)是由Hitachi公司制造的，是直喷式汽油机燃油系统的关键部件。高压喷油器的喷束形状、开启和关闭特性以及雾化品质等对分层充气运转时的燃烧稳定性以及发动机的排放和燃油消耗着决定性的作用。它的任务就是在精确的时刻将精确的燃油量喷入燃烧室。喷油器的控制由发动机控制单元来完成，工作电压约为6.5V。喷射出的燃油量由阀开启时间和燃油压力来决定。 3.5机油供给系统 机油供给系统示意图如图13所示。该系统适用于SAEOW30机油的强制机油循环系统，在洁净机油一侧控制机油压力。带有冷启动阀的双中心机油泵，用于对机油冷却器和机油滤清器的过载保护。凸轮轴调节电机和缸盖一侧链条总 这样就可以对缸盖内的机油进行节流。成的机油供给与缸盖的机油供给是分开的. 机油供给系统使用了新型的机油滤清器总成，这样就可更快、更方便地更换滤清器。 3.6FSI发动机机械部分 3.6.1曲轴箱和曲柄连杆机构 曲轴箱由铝合金制成，这个共融体铸成件是采用冷铸工艺的，因此不必铸入气缸套了。在熔化状态沉淀出的原始硅颗粒由一种特殊的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 显露出来。曲轴箱下部(底座)用于加强曲轴箱刚度，并容纳曲轴的四个主轴承。如图14所示。油底壳上部装有防溅墙板和机油泵，油底壳下部内装有 机油油面高度传感器，如图15所示。 该曲轴是一个有四个支撑轴颈的钢制件.其上有减振器。连杆是分体式梯形连杆。与3.0LV5发动机相比.其曲拐臂宽了1mm.曲柄轴颈的直径从54mm增到56mm。这也就提高了曲轴的刚度和强度，如图16所示。 活塞是锻造出来的，其上有一个专门用于FSI的燃烧室凹坑，活塞杆上涂有一层亚铁抗磨层。活塞冷却是通过机油飞溅来实现的，结构如图17所示。通过改变材料(从C70改为33MnVS4)使得连杆尺寸减少了。由于新材料的强度更好，所以能承受更大的工作压力。 3.6.2发动机通风装置 发动机通风是个标准的缸盖通风系统(图18)，也就是说:窜出的气体只从气缸盖罩泻出。在气缸盖罩内通过一个迷宫式油封来对机油进行分离。窜出的气体从气缸盖罩内被入发动机内V形腔内，此处有一个双级离心式机油分离器，它将分离出的机油直接引入曲轴箱。同时将滤过的窜气加热到20~25?，这个加热过程可以防止管路和压力调节阔结冰。 发动机通风系统的技术特点是:1、结构紧凑;2、防止结冰。经过过滤的窜气(机油已很少了)经压力调节阀被继续导人到进气管，并被送往燃烧室。曲轴箱强制通风装置的使用也可 以防止结冰。 在以怠速左右的转速运行时，窜出的气体流量(按体积算)就加大了。为此会从进气软管中取气并将气流直接导入曲轴箱。这项措施对保证机油质量很有好处，这是因为窜出的气体流量加大可以大大减少发动机机油中的水和燃油成分。连接处在节气门前和V形室盖上。为了避免吸入窜出的气体(例如在全负荷和节气门打开时，由于曲轴箱和进气软管之间存在压力差)，在管路上装上了一个单向阀。 压力调节阀是用来调节混合气通过量和曲轴箱通风装置的压力平衡的，该阀是一个由弹簧控制的膜片阀，结构如图19所示。 控制管路与进气歧管相连。这样进气歧管压力就作用到膜片上，于是就可以操纵该阀了。当节气门关闭时，进气歧管内产生很强的真空，这个真空力会逆着弹簧力将压力调节阀关闭。如果压力调节阀有故障(膜片损坏)，就可能导致轴密封圈损坏。如果压力调节阀关不上，通过进气歧管建立起的真空就会过 大.轴密封圈向里拉，于是产生泄漏。如果该阀打不开，曲轴箱内的压力就会过高.这同样也会损坏轴密封圈。 3.6.3驱动链条 驱动链条(图20)位于发动机动力输出一侧，布置在两个平面上，共有四根链条。驱动链条A、BC使用的是3/8英寸的单套筒链，而驱动链条D使用的是单排滚子链。这些链条在发动机的使用寿命内不必更换，驱动链各A:曲轴-中间链轮;驱动链条B/C:凸轮轴驱动;驱动链条D:通过插接轴和平衡轴驱动机油泵。 链条由喷射机油来润滑，喷射机油由凸轮轴调整装置来控制驱动链条A、B和C由一个机械式的链条张紧器来张紧，该张紧器有液压减振功能。驱动链条D由一个简单的机械式的张紧器来张紧。低摩擦的导向元件可保证整个发动机的安全平稳运行。 3.6.4气缸盖 铝制气缸盖(图21)具有如下特点:FSI进气道可以随负荷变化而变化，水平部分的进气道用于产生波动效应;气门是通过辊子凸轮椎杆来操纵的，且带有平 气门导管是用烧结材料制成的(因此气门必须镀铬);弹稳的液压间隙补偿功能; 簧座是用(硬化)铝制成，外加抗磨垫圈;气门弹簧结构 简单;每个缸盖装有两个凸轮轴;进气凸轮轴可以连续(无级)调节(调节范围达42?曲轴转角); 排气凸轮可以连续(无级)调节(调节范围达42?曲轴转角);有4个霍尔传感器用于识别凸轮轴的位 置;凸轮轴轴承盖设计成固定框架式的结构;气缸盖衬垫是多层金属密封垫，链条盒上的部分有硅质凸缘;可拆式塑料气缸盖罩，罩上集成有机油分离器(迷宫式的)。 3.6.5凸轮轴调节器 凸轮轴调节器(图22)采用的是液压可逆电机，其生产厂家是Denso公司。进气凸轮轴调节器和排气凸轮轴调节器的调节范围均为42?曲轴转角，转子和定子用铝制成，重量均经优化。弹簧加载的密封元件对各个压力腔(共4个)进行径向密封，在发动机起动后，发动机机油压力尚未达到一定值之前，凸轮轴调节器必须锁止在一个特定的位置。锁止位置是一个"滞后"的位置。 进气凸轮轴调节器锁止出现时无间隙。排气凸轮轴调节器有一个回位弹簧，会将该调节器运动至"提前"位置。在发动机停机时，该调节器被锁止在"滞后"位置，这时回位弹簧被压紧。此时锁止销上留有一定的间隙以便可以保证调节器顺利脱开。 4奥迪FSI新技术的技术效果与美好前景 证明直喷发动机潜力的是在2001年7月的勒芒24小时耐力赛上获胜的奥迪R8,它匹配着带双增压的V8FSI直喷发动机。出色的表现使它领先一圈,良好的燃油经济性使它延长了加油的间隔,有力证明了直喷不仅动力表现出色,燃油还节省了8%。 奥迪第一款作为量产车匹配直喷发动机的车型是2002年3月在日内瓦车展展出的A21.6FSI。接下来是奥迪A4,匹配了110kW2.0LFSI发动机。有别于96kW的A4,使用了单柱塞高压油泵,4气门替代了5气门,显然是为了在燃烧室安装汽油喷嘴以节省地方。A42.0FSI最大扭矩200Nm出现在 3250~4250r/min,0~100km/h的加速时间是9.6s,最高时速218km/h。每百公里综合油耗7.1L[1]。 FSI技术将提高热效率和动力性,降低油耗和排放。大众公司的研究表明,与点燃式汽油机相比,缸内直喷可将油耗减少15%~20%。在燃油经济性方面已与柴油发动机的表现越来越近。但对油品要求较高,过高的成本是直喷发动机大面积推广的主要障碍。西门子公司汽车部研发的一种新型压电式喷嘴,于2006年用于汽油机,可减少燃油消耗20%,并改进发动机性能和降低排污量。据预测,到2008年直喷发动机在欧洲发动机市场将占到30%[16]。 5结束语 当前,我们正处在一个创新的时代,以电子和信息技术为核心的汽车工业也在不断革新和改进。汽油机正是通过吸收柴油机的优点,克服其本身的固有缺点。在继承各种革新的基础上,一些技术更加先进、结构更加完善的复合汽油机必将展现在人们的面前。可以预见,在相当长的时间内,汽油机仍将是世界汽车发动机中的主流动力,它的生命将会比人们原来预计的更长。 参考文献 [1]占强.汽油直喷新时代[J].世界汽车，2006(4):76-77 [2]ZhaoF,LaiMC,HarringtonDL.Automotivespark-igniteddirect- injectiongasolineengines[J].ProgressinEnergyandCombustionScience,1999 (25):437-562 [3]赵慧等.采用缸内直接喷射的新型汽油机燃烧系统[J].内燃机学报，1996(4) [4]刘昌文.用于缸内直喷发动机的燃烧分析系统研究[J].小型内燃机与摩托车，2002(2):25-27 [5]吴明.FSI，你到底是什么[J].汽车知识,2006(12):42-43 [6]黄喜鸣.浅谈汽油机稀燃层燃技术[J].装备制造技术，2006(4):174-175 [7]陆刚.现代燃油直喷燃烧技术引领车用发动机市场[J].上海汽车，2006(5):40-42 [8]尚秀镜等.汽油机缸内直喷的关键技术和发展现状[J].汽车技术，2001(3):7-10 [9]汪云青.汽油发动机新生-FSI直喷式发动机技术[J].技术前沿，2006(6):18-19 [10]王麟.新世纪发动机技术新趋势[J].汽车与社会,2000(9):38-39 [11]Sloboda,Stefan.OpticalDiagnosticsonFSITransparentEngine.Techn icalPaperforStudentsandYoungEngineers-FISITAWorldAutomotiveCongress,Barcelona2004 [12]杨旭.新款奥迪A6FSI发动机结构与检修(二)[J].汽车维修技师,2005(9):14-15 [13]陆小明等.利用进排气系统调谐改善EQ6100汽油机性能[J].内燃机工 995,16(3):24-28. 程,1 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