奧迪汽車ALFSI發(fā)動機PPT教案

1、會計學1奧迪汽車奧迪汽車ALFSI發(fā)動機發(fā)動機發(fā)動機代碼和發(fā)動機號在缸體的右前部。第1頁/共45頁3.2升升FSI V6 發(fā)動機是奧迪的第一個采用發(fā)動機是奧迪的第一個采用FSI技術的發(fā)動機技術的發(fā)動機。該發(fā)動機專為。該發(fā)動機專為A6制造，也可以用于制造，也可以用于A8和和A4。達到了下。達到了下列的開發(fā)目標：列的開發(fā)目標： 達到歐四排放標準，達到歐四排放標準， 降低了燃料消耗降低了燃料消耗， 輸出功率大輸出功率大 大的扭矩輸出大的扭矩輸出 運動性和靈活性且有好的運動性和靈活性且有好的舒適性舒適性 最重要的技術特性包括最重要的技術特性包括 由鋁、硅、銅制造的輕由鋁、硅、銅制造的輕質(zhì)缸體質(zhì)缸體 輕

2、塑料、二位置塑料進氣管輕塑料、二位置塑料進氣管 平衡軸平衡軸 低摩擦氣缸低摩擦氣缸蓋及四閥搖臂滾子式氣門驅(qū)動蓋及四閥搖臂滾子式氣門驅(qū)動 發(fā)動機由鏈條驅(qū)動發(fā)動機由鏈條驅(qū)動 前附前附屬機構由屬機構由V形皮帶驅(qū)動形皮帶驅(qū)動 連續(xù)調(diào)整的進、排氣凸輪軸連續(xù)調(diào)整的進、排氣凸輪軸 西門西門子發(fā)動機管理系統(tǒng)（電子油門）子發(fā)動機管理系統(tǒng)（電子油門） 排放控制由連續(xù)的氧傳排放控制由連續(xù)的氧傳感器監(jiān)控，兩個催化轉(zhuǎn)化器離發(fā)動機很近。感器監(jiān)控，兩個催化轉(zhuǎn)化器離發(fā)動機很近。第2頁/共45頁曲軸箱曲軸箱FSI發(fā)動機曲軸箱由鋁合金制造。這種過共析是用冷鑄工藝制造的。沒有襯套。采用特殊工藝將沉積在液化材料里的緊硬的基本硅顆粒暴

3、露出來。曲軸箱底座使曲軸箱強度提高且四個主軸承也包含在其中。油泵安裝于油底殼上部。在油底殼底部安裝有油位傳感器。注意：由于鋁的材料性質(zhì)所限制，不允許通過下套鏜缸進行加工！直接危害使缸體變形，以及應力分布變化導致的熱變形。注意：由于鋁的材料性質(zhì)所限制，不允許通過下套鏜缸進行加工！直接危害使缸體變形，以及應力分布變化導致的熱變形。第3頁/共45頁曲軸連桿機構特點曲軸連桿機構特點曲軸為全支撐鋼制，配有減震器。連桿為裂斷形梯形連桿。 連桿軸頸由54mm增加到56mm。這也使曲軸的剛度和強度增加。 由于材料的變化而使連桿的尺寸減小。新材料的強度增加意味著可以傳遞較高的氣體壓力。鍛造活塞上有FSI發(fā)動機特

4、有的燃燒室結構?；钊砻嬗幸粚予F基耐磨涂層。機油冷卻由機油噴嘴噴射機油來完成。第4頁/共45頁汽缸蓋汽缸蓋第5頁/共45頁汽缸蓋汽缸蓋3.2升升FSI V6發(fā)動機采用帶有可變進氣機構的鋁氣缸發(fā)動機采用帶有可變進氣機構的鋁氣缸蓋。蓋。 水平管路部分產(chǎn)生氣體滾動效應。氣門由水平管路部分產(chǎn)生氣體滾動效應。氣門由滾子滾子搖臂式搖臂式凸輪軸機構驅(qū)動，有液壓補償功能。氣門導凸輪軸機構驅(qū)動，有液壓補償功能。氣門導管由燒結材料制造，這意味著氣門需要鍍鉻。彈簧管由燒結材料制造，這意味著氣門需要鍍鉻。彈簧座由硬化鋁制造且?guī)в心湍|片。使用了單氣門彈座由硬化鋁制造且?guī)в心湍|片。使用了單氣門彈簧?；?。 每一側(cè)缸蓋的

5、兩個凸輪軸均帶可每一側(cè)缸蓋的兩個凸輪軸均帶可無級調(diào)節(jié)無級調(diào)節(jié)的凸的凸輪軸調(diào)節(jié)器（相當開曲軸輪軸調(diào)節(jié)器（相當開曲軸42度度的調(diào)整角度）。使用的調(diào)整角度）。使用了了四個霍爾傳感器四個霍爾傳感器來確定調(diào)整角度。凸輪軸軸承蓋來確定調(diào)整角度。凸輪軸軸承蓋設計成保持架結構，需用定位銷。氣缸墊采用了多設計成保持架結構，需用定位銷。氣缸墊采用了多層金屬氣缸墊。層金屬氣缸墊。 可分離的氣缸蓋罩由塑料制成，帶可分離的氣缸蓋罩由塑料制成，帶有機油分離器，并采用迷宮式結構。有機油分離器，并采用迷宮式結構。第6頁/共45頁凸輪軸機構凸輪軸機構凸輪軸調(diào)節(jié)器按眾所周知的液壓搖臂發(fā)動機工作原理工作，由凸輪軸調(diào)節(jié)器按眾所周知的

6、液壓搖臂發(fā)動機工作原理工作，由DENSO制造。制造。 進、排氣凸輪軸調(diào)整角度均可達進、排氣凸輪軸調(diào)整角度均可達42度。轉(zhuǎn)子和定子均由鋁制造。四個壓力腔均由彈簧加載的密封元件進行徑向密封。調(diào)節(jié)器需被鎖止于確定位置直到發(fā)動機起動并且建立起所規(guī)定的油壓。鎖止位置在度。轉(zhuǎn)子和定子均由鋁制造。四個壓力腔均由彈簧加載的密封元件進行徑向密封。調(diào)節(jié)器需被鎖止于確定位置直到發(fā)動機起動并且建立起所規(guī)定的油壓。鎖止位置在“滯后位置滯后位置”。進氣凸輪軸調(diào)節(jié)器鎖止無間隙。排氣凸輪軸調(diào)節(jié)器有一有限的間隙以便于可能使其可以安全地離開鎖止位置。一個回位彈簧使調(diào)節(jié)器回到。進氣凸輪軸調(diào)節(jié)器鎖止無間隙。排氣凸輪軸調(diào)節(jié)器有一有限的

7、間隙以便于可能使其可以安全地離開鎖止位置。一個回位彈簧使調(diào)節(jié)器回到“提前位置提前位置”。當發(fā)動機。當發(fā)動機關閉后，調(diào)節(jié)器進入滯后位置，回位彈簧處于受力狀態(tài)。關閉后，調(diào)節(jié)器進入滯后位置，回位彈簧處于受力狀態(tài)。第7頁/共45頁發(fā)動機通風發(fā)動機通風是個地道的缸蓋通風系統(tǒng)，這就是說：竄出的氣體只從氣缸蓋罩瀉出。在氣缸蓋罩內(nèi)通過一個迷宮式油封來對機油進行粗分離。竄出的氣體從氣缸蓋罩內(nèi)被導入發(fā)動機的內(nèi)V形腔內(nèi)，此處有一個雙級離心式機油分離器，它將分離出的機油直接引入曲軸箱，同時將濾過的的竄氣加熱到20-25 。這個加熱過程可以防止管路和壓力調(diào)節(jié)閥結冰。曲軸箱強制通風裝置的使用也可以防止結冰。在以怠速轉(zhuǎn)速左

8、右的轉(zhuǎn)速運行時，竄出的氣體流量（按體積算）就加大了。為此須從進氣軟管取氣并將氣直接導入曲軸箱。這項措施對保證機油質(zhì)量很有好處，這是因為竄出的氣體流量加大可以大大減少發(fā)動機機油中的水和燃油成分。連接處在節(jié)氣門前和V形室蓋上，為了避免吸入竄出的氣體（例如在全負荷和節(jié)氣門打開時，由于曲軸箱和進氣軟管之間存在壓力差），在管路上裝上了一個單向閥。第8頁/共45頁曲軸箱通風系統(tǒng)第9頁/共45頁曲軸箱通風系統(tǒng)曲軸箱通風系統(tǒng)第10頁/共45頁曲軸箱通風系統(tǒng)曲軸箱通風系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥壓力調(diào)節(jié)閥壓力調(diào)節(jié)閥是用來調(diào)節(jié)混合氣通過量和曲軸箱通風裝置的壓力平衡的，該閥是一個由彈簧控制的膜片閥?？刂乒苈放c進氣歧管相連，這樣進

9、氣歧管壓力就作用到膜片上，于是就可以操縱該閥了。當節(jié)氣門關閉時，進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生很強的真空，這個真空力會逆著彈簧力將壓力調(diào)節(jié)閥關閉。第11頁/共45頁傳動鏈條機構傳動鏈條機構在FSI發(fā)動機上以鏈條驅(qū)動代替了齒形帶驅(qū)動。鏈條位于發(fā)動機動力輸出端。鏈條位于兩個平面上且總共有四個鏈條。鏈條設計壽命與發(fā)動機等同。鏈條潤滑使用噴射潤滑，由凸輪軸調(diào)整器來控制。低摩擦的導向元件保證了發(fā)動機的平穩(wěn)運行第12頁/共45頁傳動鏈條機構鏈條名稱傳動鏈條機構鏈條名稱驅(qū)動鏈條位于發(fā)動機動力輸出一側(cè)，布置在兩個平面上，共有四個鏈條。驅(qū)動鏈條A、B、C使用的是3/8英寸的單套筒鏈，而驅(qū)動鏈條D使用的是單排滾子鏈。這些鏈條在發(fā)

10、動機的使用壽命內(nèi)不必更換。 驅(qū)動鏈條 A: 曲軸-中間鏈輪 驅(qū)動鏈條 B/C: 凸輪軸驅(qū)動 驅(qū)動鏈條 D: 通過插接軸和平衡軸驅(qū)動機油泵鏈條由噴射機油來潤滑，噴射機油由凸輪軸調(diào)整裝置來控制。驅(qū)動鏈條A、B、C由一個機械式的鏈條張緊器來張緊，該張緊器有液壓減振功能。驅(qū)動鏈條D用一個簡單的機械式的張緊器來張緊。低摩擦的導向元件可保證整個發(fā)動機控制系統(tǒng)的安靜平穩(wěn)運行。第13頁/共45頁平衡平衡軸軸發(fā)動機元件的旋轉(zhuǎn)和震動產(chǎn)生噪音和工作粗暴。一階自由慣性力使舒適性降低，回此由平衡軸將其平衡掉。平衡軸由GGG70制造。平衡軸置于發(fā)動機的內(nèi)V字結構內(nèi)且支承在兩個軸承上。潤滑油由兩個主軸承上的孔來提供。平衡軸

11、在鏈條驅(qū)動下以與發(fā)動機同速旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方向與曲軸方向相反第14頁/共45頁機油潤滑系統(tǒng)機油潤滑系統(tǒng)第15頁/共45頁3.2升升FSI發(fā)動機強制潤滑采用發(fā)動機強制潤滑采用SAE0W30潤潤滑油。機油壓力在純機油側(cè)調(diào)節(jié)。一個帶滑油。機油壓力在純機油側(cè)調(diào)節(jié)。一個帶有保護機油冷卻器冷起動閥的內(nèi)齒輪泵和有保護機油冷卻器冷起動閥的內(nèi)齒輪泵和機油濾清器被使用。凸輪軸調(diào)整供油和鏈機油濾清器被使用。凸輪軸調(diào)整供油和鏈傳動供油已經(jīng)從缸蓋供油系統(tǒng)中分開。結傳動供油已經(jīng)從缸蓋供油系統(tǒng)中分開。結果是，缸蓋上的機油壓力能夠被調(diào)節(jié)。一果是，缸蓋上的機油壓力能夠被調(diào)節(jié)。一個新的濾清器意味著可以很快地和比較容個新的濾清器意味著可

12、以很快地和比較容易地更換濾清器。易地更換濾清器。機油潤滑系統(tǒng)機油潤滑系統(tǒng)第16頁/共45頁發(fā)動機進氣系統(tǒng)發(fā)動機進氣系統(tǒng)第17頁/共45頁除除V4 2.4升發(fā)動機外，其他發(fā)動機的進氣系統(tǒng)從汽車前部升發(fā)動機外，其他發(fā)動機的進氣系統(tǒng)從汽車前部的進氣口到濾清器后的出氣口結構全部相同。采用了圓柱的進氣口到濾清器后的出氣口結構全部相同。采用了圓柱形空氣濾清器芯以延長空氣濾清器的壽命。在濾清器殼體形空氣濾清器芯以延長空氣濾清器的壽命。在濾清器殼體上有一個出水閥以排出空濾中的水份。如果發(fā)動機的空氣上有一個出水閥以排出空濾中的水份。如果發(fā)動機的空氣需求量很大，發(fā)動機控制單元（主動打開）激活電磁閥需求量很大，發(fā)動

13、機控制單元（主動打開）激活電磁閥N335，這樣真空膜盒即可將輪罩中的進氣口打開。輪置，這樣真空膜盒即可將輪罩中的進氣口打開。輪置中的進氣口如果在空濾器內(nèi)的真空度過高時（如前部進氣中的進氣口如果在空濾器內(nèi)的真空度過高時（如前部進氣口被堵塞）可以被動地打開。輪置進氣系統(tǒng)安裝有附加的口被堵塞）可以被動地打開。輪置進氣系統(tǒng)安裝有附加的進氣管并且具有優(yōu)化的橫截面。寒冷國家還可以配備排雪進氣管并且具有優(yōu)化的橫截面。寒冷國家還可以配備排雪裝置和熱空氣進氣系統(tǒng)。熱空氣進氣。裝置和熱空氣進氣系統(tǒng)。熱空氣進氣。發(fā)動機進氣系統(tǒng)發(fā)動機進氣系統(tǒng)第18頁/共45頁發(fā)動機進氣系統(tǒng)發(fā)動機進氣系統(tǒng)可變長度進氣可變長度進氣第19

14、頁/共45頁進氣道可在無噪音的情況下進行轉(zhuǎn)換，它有兩種工作狀態(tài)進氣道可在無噪音的情況下進行轉(zhuǎn)換，它有兩種工作狀態(tài)-短進氣道和長進氣道短進氣道和長進氣道-分別用于功率和扭矩輸出。進氣道分別用于功率和扭矩輸出。進氣道的轉(zhuǎn)換由電磁閥控制。管路可由彈簧控制使其返回原始位的轉(zhuǎn)換由電磁閥控制。管路可由彈簧控制使其返回原始位置。真空蓄能器集成在該系統(tǒng)中并可提供相應的真空。壓置。真空蓄能器集成在該系統(tǒng)中并可提供相應的真空。壓力和溫度雙功能傳感器及通風系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥均安裝在力和溫度雙功能傳感器及通風系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥均安裝在進氣管上。為實現(xiàn)縱向調(diào)節(jié)進氣管，使用了兩個選檔桿。進氣管上。為實現(xiàn)縱向調(diào)節(jié)進氣管，使用了

15、兩個選檔桿。兩個選檔桿通過一套齒輪相連。塑料翻板配有導流部分，兩個選檔桿通過一套齒輪相連。塑料翻板配有導流部分，可以改善空氣流動。翻板上有彈性擠壓層以防止泄露可以改善空氣流動。翻板上有彈性擠壓層以防止泄露/發(fā)發(fā)動機通過霍爾傳感器持續(xù)地監(jiān)測進氣翻板的位置動機通過霍爾傳感器持續(xù)地監(jiān)測進氣翻板的位置發(fā)動機進氣系統(tǒng)發(fā)動機進氣系統(tǒng)可變長度進氣可變長度進氣第20頁/共45頁發(fā)動機進氣系統(tǒng)發(fā)動機進氣系統(tǒng)可變長度進氣可變長度進氣氣缸蓋內(nèi)的進氣道被一個優(yōu)質(zhì)鋼片水平分成兩部分。通過位于前部的進氣管翻板可以關閉下部的進氣道，于是就可以提高氣流密度并會在燃燒室內(nèi)使空氣柱產(chǎn)生滾動（波動）,從而可使得燃油-空氣混合氣產(chǎn)生

16、最佳的渦流運動。為了減少氣流損失，進氣管翻板是偏心安裝的，這樣就可保證翻板在打開位置可與氣道壁合為一體。進氣管翻板的雙級調(diào)節(jié)是用真空來實現(xiàn)的，回位是通過彈簧力實現(xiàn)的。在靜止位置，進氣管翻板通過彈簧力關閉第21頁/共45頁發(fā)動機排氣系統(tǒng)發(fā)動機排氣系統(tǒng)排氣歧管采用鑄鐵結構。為防止產(chǎn)生熱應力，與缸蓋連接的部分被分成不同的法蘭與缸蓋連接。排氣混合從3缸到2缸再到缸，而非交叉連接。所有3缸的氧傳感器均安裝在最佳位置，以便于對三個氣缸進行選缸含氧探測。發(fā)動機控制單元以此可對每一氣缸均有進行調(diào)節(jié)。第22頁/共45頁發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)示意圖示意圖燃料供給系統(tǒng)可分為部分，即高壓和低壓系統(tǒng)。燃油

17、被輸送在高壓下從高壓泵到噴嘴。在油箱中的電動油泵和高壓泵之間及回油管間的是低壓油。第23頁/共45頁發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)低壓部分低壓部分第24頁/共45頁低壓系統(tǒng)是一個按需調(diào)整的系統(tǒng)。電動泵的電量消耗是由執(zhí)行電子元件通過脈寬調(diào)制的。從發(fā)動機到執(zhí)行電子元件的信號也是脈寬調(diào)制的。沒有燃油回油管。低壓傳感器N410使內(nèi)部燃油壓力保持在4bar。預壓力在下面幾種情況下必須增至2baar： 當發(fā)動機停止工作（電動泵后工作）； 在發(fā)動機起動前（電動泵前工作）；當點火打開或駕駛員車門開關接合 ；當起動發(fā)動機且發(fā)動機起動時間達到5秒； 當發(fā)動機熱機起動以防止汽泡產(chǎn)生。發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃

18、油噴射系統(tǒng)低壓部分低壓部分第25頁/共45頁發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)高壓部分高壓部分高壓系統(tǒng)由下列元件組成： 高壓燃油分配板，集成在進氣管法蘭上，帶有壓力傳感器和壓力控制閥 高壓噴射泵 高壓油路 高壓噴嘴。第26頁/共45頁發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)高壓高壓泵泵低壓傳感器單活塞高壓泵由日立公司制造。在右側(cè)氣缸進氣凸輪軸后端通過一個三角凸輪軸驅(qū)動，可產(chǎn)生20-120bar的燃油壓力。根據(jù)標定值燃油壓力由流量控制閥N290控制。由燃油壓力傳感器G247來監(jiān)測此處的燃油壓力。該泵無泄荷管路，但在內(nèi)部將受控燃油輸入回供油端。泵內(nèi)集成了一個低壓燃油傳感器G410。這是一個按需要調(diào)整

19、的高壓泵。這意味著只將發(fā)動機脈譜圖中規(guī)定的燃油量輸送給高壓軌道。與連續(xù)高壓供油系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)可減少所需驅(qū)動動力。只是實際需要的油會補輸入給系統(tǒng)。第27頁/共45頁發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)高壓泵進油高壓泵進油進油沖程出口 在進油沖程，在活塞彈簧力的作用下，活塞向下移動。內(nèi)部空間增大使燃油進入油泵內(nèi)部。流量控制閥使低壓閥保持在打開狀態(tài)。流量控制閥處于斷電狀態(tài)。第28頁/共45頁發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)高壓泵有效沖程高壓泵有效沖程有效沖程 在有效沖程，凸輪使泵活塞向上移動。但因油控制閥處于斷電狀態(tài)而導致低壓進油閥無法關閉。因此，壓力依然無法建立。第29頁/共45頁發(fā)動機燃油

20、噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)高壓泵壓縮行程高壓泵壓縮行程建壓沖程 在建壓沖程，發(fā)動機控制單元為流量控制閥提供電流。銜鐵被磁場吸引，泵內(nèi)的油壓使低壓閥回至其閥座。如果泵內(nèi)壓力超過軌道壓力，則回油閥打開，燃料被送至油軌。第30頁/共45頁發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)燃油噴射器燃油噴射器高壓噴射閥由日立公司制造。其任務是及時將所需的燃油直接噴入燃燒室。發(fā)動機控制單元施加大約66V電壓來驅(qū)動噴油閥。燃油量取決于打開時間和燃油壓力。燃燒室由Teflon密封圈密封。在解體后必須更換第31頁/共45頁FSI發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)工作說明工作說明FIS燃燒方式基本只限于均勻燃燒。由于以下原

21、因，“分層充氣”的運行工況是無法實現(xiàn)的。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低及發(fā)動機負荷較小時，體積較大的6缸發(fā)動機比小排量的4缸發(fā)動機的熱負荷要小一些，由于廢氣的溫度較低，催化凈化器就無法達到處理NOX的工作溫度（高達600）?！熬鶆蛉紵惫r可分為兩種狀態(tài)：第32頁/共45頁1、進氣歧管翻板打開時的均勻燃燒、進氣歧管翻板打開時的均勻燃燒在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于3750 轉(zhuǎn)/分或發(fā)動機負荷高于40% 時，進氣歧管翻板是打開的，這樣就可保證發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大負荷時獲得更多的進氣量。這個過程是通過一個大容量的雙級進氣管來實現(xiàn)的，該進氣管這時切換到功率工況（短進氣管）。燃油噴射也是發(fā)生在進氣沖程中。第33頁/共45頁2、進氣

22、歧管翻板關閉時的均勻燃燒、進氣歧管翻板關閉時的均勻燃燒在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于3750 轉(zhuǎn)/分或發(fā)動機負荷低于40% 時，進氣歧管翻板是關閉的（由特性曲線決定）。下部進氣道被封閉。于是被吸入的空氣就會通過上部進氣道加速后呈紊流狀流入燃燒室。燃油噴射發(fā)生在進氣沖程中。第34頁/共45頁專用工具第35頁/共45頁專用工具第36頁/共45頁維修指導維修指導關于高壓燃油系統(tǒng)關于高壓燃油系統(tǒng)噴射裝置由一個高壓部件（最大約 110 bar）和一個低壓部件（約 6 bar）組成。第37頁/共45頁維修指導維修指導關于高壓燃油系統(tǒng)卸壓關于高壓燃油系統(tǒng)卸壓打開高壓部件前，例如為了拆卸高壓燃油泵、燃油分配器、噴油閥、空氣控制進氣管風門馬達、位