渦輪增壓缸內直噴發(fā)動機TSI

渦輪增壓缸內直噴發(fā)動機TSI第一頁，共五十九頁，2022年，8月28日目錄一渦輪增壓缸內直噴發(fā)動機（TSI）二雙離合器變速箱（DSG）三汽車電子穩(wěn)定程序（ESP）四自適應巡航控制系統(tǒng)（ACC）五自動泊車輔助系統(tǒng)（PLA）六夜視輔助系統(tǒng)七陶瓷制動器及機電式駐車制動器八輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)（TPMS）九奧迪遠光燈輔助及可變照明距離控制系統(tǒng)第二頁，共五十九頁，2022年，8月28日項目一渦輪增壓發(fā)動機缸內直噴發(fā)動機（TSI）活動一TSI概述一、TSI的概念

TFSI是TurboFuelStratifiedInjection的縮寫，T就是Turbo，即渦輪增壓；F指燃油；S指分層；I代表直噴。第三頁，共五十九頁，2022年，8月28日

直噴發(fā)動機的一個好處在于隔絕了已燃混合氣向氣缸壁和氣缸蓋的散熱，從而降低了發(fā)動機的熱損耗。從表面來看，TSI發(fā)動機與TFSI相比減少了一個字母“F”，但名字的改變沒有令其本質發(fā)生變化，加入增壓器后與普通直噴技術相比，TSI發(fā)動機擁有更小的體積和更出色的動力表現和節(jié)油優(yōu)勢。

TSI燃油直噴技術是當今汽車工業(yè)發(fā)動機技術中最為成熟、最先進的燃油直噴技術，并引領了汽油發(fā)動機的發(fā)展趨勢。第四頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、奧迪1.4LTFSI發(fā)動機的技術特點1、單缸四氣門和渦輪增壓的四缸汽油發(fā)動機2、發(fā)動機缸體鑄鐵曲軸箱，鍛鋼曲軸。3、曲軸驅動油底殼上的鏈條機油泵，4、發(fā)動機前端正時齒輪鏈條裝置第五頁，共五十九頁，2022年，8月28日5、氣缸蓋四氣門氣缸蓋，單個進氣凸輪軸調整器6、燃油供給裝置按需控制低壓段和高壓段，多孔連接高壓噴嘴。7、燃燒過程均質直噴第六頁，共五十九頁，2022年，8月28日

8、發(fā)動機管理系統(tǒng)

BoschMED17.5.20發(fā)動機控制單元，無觸點傳感器的節(jié)氣門，可選氣缸脈譜控制點火系統(tǒng)，數字化爆震控制，單個火花塞點火線圈。9、渦輪增壓內置廢氣渦輪增壓器，增壓空氣冷卻器，模塊化增壓壓力控制，電控廢氣閥門。第七頁，共五十九頁，2022年，8月28日10、排氣系統(tǒng)催化轉化器的單腔排氣系統(tǒng)，催化轉化器前部和尾部使用非線性特征的傳感器。11、燃油消耗投放市場的發(fā)動機以6.2L/100KM油耗的經濟性而聞名（手動變速箱）。當2009年改款發(fā)動機推出后，對手動變速箱的車輛，100公里油耗會降低到5.9L，雙離合器變速箱的車輛為5.6L。第八頁，共五十九頁，2022年，8月28日12、扭矩/功率曲線13、技術數據第九頁，共五十九頁，2022年，8月28日活動二奧迪1.4LTFSI發(fā)動機機械結構一、氣缸體第十頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、曲軸與活塞第十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日2、鏈輪

3、活塞

4、連桿第十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、曲軸箱通風系統(tǒng)第十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日1、油氣分離器在竄氣進入燃燒循環(huán)之前，夾帶其中的機油必須被排走。這個排離過程在油氣分離器中進行。油氣分離器是用螺栓固定在正時護罩上的一個模塊，氣體流過時如同走入迷宮。在這個過程中，較重的機油油滴沉淀到管壁上并在機油回流管中聚集。其工作過程如圖所示。第十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日2、機油回流管機油回流管位于油氣分離器的底部末端，并與儲液罐連接。儲液罐結構猶如虹吸管，阻止“不潔凈”的竄氣進入發(fā)動機進氣歧管。如圖所示。第十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日3、閥門單元（1）在發(fā)動機低轉速時的位置第十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日（2）在發(fā)動機中速及高速時的位置第十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日4、壓力調節(jié)器安裝在閥門單元上的限流器可阻止曲軸箱內部形成過量的真空。因此，無需一個獨立的壓力調節(jié)閥門。第十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日四、曲軸箱強制通風系統(tǒng)第十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日五、活性炭罐濾清器系統(tǒng)第二十頁，共五十九頁，2022年，8月28日六、氣缸蓋第二十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日七、鏈條傳動裝置無需維護的鏈條傳動裝置。雙軌的。機油泵驅動機構在第一個鏈條上。第二個鏈條和外部小齒輪驅動兩個凸輪軸?？紤]到其低噪的優(yōu)勢，以及良好的動力傳遞和摩擦特性，使用鏈條來驅動凸輪軸。第二十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日活動三奧迪1.4LTFSI發(fā)動機的機油循環(huán)系統(tǒng)一、潤滑系統(tǒng)第二十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、機油供給隨著機油循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)動機內部摩擦實現了最小化。為達到此目的，使用了一種自調節(jié)的雙離心機油泵，該機油泵通過鏈條傳動由曲軸驅動，齒輪用于減速（減速比i=0.6）。另外一個改進的重點是方便維修，為達到此目的，機油濾清器安裝在上部便于更換的位置。第二十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日

機油由機油冷卻器來冷卻。其用螺栓固定在曲軸箱上，并集成在冷卻系統(tǒng)中。用于檢查機油壓力的機油壓力開關F1安裝在氣缸蓋的內側。機油油位/油溫傳感器G266（TOLS傳感器，TOLS=熱敏機油油位傳感器）集成在油底殼上。來自該傳感器的信號用于機油更換周期的計算和“機油最小量識別”的報警。由F1和G266產生的信號由組合儀表帶顯示器的控制單元J285顯示。第二十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、發(fā)動機上的機油循環(huán)系統(tǒng)第二十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日四、改進的機油濾清器第二十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日五、自調節(jié)的雙離心機油泵雙離心機油泵結構如圖所示，機油泵安裝在氣缸殼體上，并由一個獨立鏈條驅動。安裝在SOP上的滾子鏈，以后會被齒輪鏈條所取代。第二十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日

如果由于發(fā)動機轉速增加需要更多的機油，在機油循環(huán)系統(tǒng)中的壓力會降低。因此，調節(jié)彈簧釋放了調節(jié)環(huán)的壓力，并將其移開，增加了泵腔的容積，泵的輸送率增加。如圖1所示。發(fā)動機轉速降低時，其需要較少的機油，在機油循環(huán)系統(tǒng)中的壓力增加。調節(jié)環(huán)被移開，按壓調節(jié)彈簧。調節(jié)環(huán)的旋轉降低了泵腔的容積。這樣就降低了機油輸送率。如圖2所示。圖1圖2第二十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日圖1圖2第三十頁，共五十九頁，2022年，8月28日

奧迪1.4LTFSI發(fā)動機采用雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)，如圖所示。因此，發(fā)動機配備兩套獨立的冷卻循環(huán)管路：一套循環(huán)管路負責冷卻廢氣渦輪增壓器和增壓空氣；另一套循環(huán)管路負責冷卻發(fā)動機的主冷卻管路?；顒铀膴W迪1.4LTFSI發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)第三十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日

雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)第三十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日一、主冷卻循環(huán)管路限流器把增壓空氣冷卻循環(huán)管路從主冷卻循環(huán)管路中分離出來。主冷卻循環(huán)管路細分成兩個循環(huán)管路。一個循環(huán)管路流過氣缸體，另一個循環(huán)管路流過氣缸蓋，如圖所示。第三十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、溫度控制裝置冷卻系統(tǒng)是以氣缸體迅速加熱，氣缸體的溫度明顯高于氣缸蓋這樣的方式而設計的。為了實現此功能，使用了兩個節(jié)溫器。冷卻液節(jié)溫器安裝于普通殼體中，節(jié)溫器由膨脹元件控制，安裝位置和結構如圖所示。第三十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、分流冷卻液三分之一流經發(fā)動機缸體，用于冷卻氣缸；三分之二流過氣缸蓋，用于冷卻燃燒室。使用不同的節(jié)溫器截面來控制流速，由于兩個循環(huán)管路中不同的溫度，可能存在不同的壓力狀態(tài)。在這種情況下，兩個系統(tǒng)被兩個節(jié)溫器分離。如圖所示。第三十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日四、節(jié)溫器87℃時節(jié)溫器的工作狀態(tài)87℃-105℃時節(jié)溫器的工作狀態(tài)

超過105℃時節(jié)溫器的工作狀態(tài)第三十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日一、奧迪1.4LTFSI燃油系統(tǒng)的組成最先進的按需供給的燃油系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，燃油箱里的電動燃油泵和高壓燃油泵在任何時候都僅僅是按發(fā)動機實際需求供給燃油。因此，燃油泵的電驅動功率和機械驅動功率會保持在最低水平。從而節(jié)省了燃油，同時也減少了驅動油泵所消耗的功率。活動五奧迪1.4LTFSI發(fā)動機的燃油系統(tǒng)第三十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、低壓燃油系統(tǒng)為調節(jié)燃油泵的輸送率，燃油泵控制單元通過一個PWM信號調節(jié)供給電壓。在此方式下，泵電壓設定在6V和蓄電池電壓之間，由發(fā)動機控制單元供給正確的泵電壓信號。為此，來自發(fā)動機控制單元的PWM信號傳遞到燃油泵控制單元。存儲在發(fā)動機控制單元的特征脈譜圖確定泵的輸送率。泵的輸送率也會改變，此為泵電壓的功能之一，如圖所示。燃油系統(tǒng)維持4bar的恒壓。第三十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、高壓燃油系統(tǒng)

根據發(fā)動機負載，奧迪1.4LTFSI發(fā)動機的燃油系統(tǒng)的高壓壓力可在35bar到100bar之間任意調節(jié)。高壓燃油系統(tǒng)包括以下部件：

第三十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日1、高壓燃油泵最新的第三代高壓燃油泵使用在1.4LTFSI發(fā)動機上，此泵由Hitachi公司制造，如圖所示。該泵的主要新特征：（1）更小的輸油行程（3mm）；（2）集成在泵上的限壓閥，無需來自燃油分配器的回流管。第四十頁，共五十九頁，2022年，8月28日（1）限壓閥限壓閥集成在高壓燃油泵上，可以在受熱膨脹或在功能故障時保護零部件不會經受到燃油的高壓。2、高壓燃油泵調節(jié)就是按需供給的燃油調節(jié)。如果燃油壓力調節(jié)閥N276沒有啟用，燃油直接輸送到高壓燃油系統(tǒng)。高壓燃油泵由進氣凸輪軸的4點式凸輪驅動，為降低泵的推桿和凸輪軸之間的摩擦，推桿通過圓柱形挺桿傳遞運動。泵成一定角度安裝在氣缸蓋罩上。第四十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日（2）燃油調節(jié)過程進油行程燃油再循環(huán)輸油行程第四十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日四、燃油系統(tǒng)部件1、燃油壓力傳感器G247

該傳感器位于進氣歧管的底部，用螺栓固定在燃油軌道上,它測量高壓燃油系統(tǒng)的燃油壓力，并把包含這一信息的信號傳遞到發(fā)動機控制單元。第四十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日2、高壓噴嘴N30–N33

6孔高壓噴嘴模式的結構，可在節(jié)氣門全開時或在預熱催化轉化器階段的雙噴射過程中，避免油束覆蓋整個活塞頂部?；旌蜌飧鼮楹线m。大大降低了碳氫化合物的排放。當發(fā)動機冷卻時也減少了發(fā)動機機油中夾帶的燃油。高壓噴嘴N30–N33高壓噴嘴N30–N33安裝位置第四十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日五、混合氣控制盡管該發(fā)動機符合歐IV排放標準，但是不需要二次空氣噴射系統(tǒng)和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。廢氣在緊靠發(fā)動機廢氣渦輪增壓器尾部的三元催化轉化器中進行處理。得益于此設計，三元催化轉化器可以很快達到它的工作溫度?；旌蜌庥煞蔷€性氧傳感器控制。一個傳感器（G39）位于催化轉化器的前部，負責控制混合氣。非線性的氧傳感器G130檢查催化轉化器前部的傳感器功能和催化轉化器的轉化率，它位于催化轉化器的尾部。

第四十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日一、廢氣渦輪增壓器廢氣渦輪增壓器和排氣歧管一同構成了一個模塊。渦輪增壓器循環(huán)空氣閥N249和控制增壓空氣的真空壓力罐都是獨立的可更換零件。為使發(fā)動機低轉速下獲得良好性能而投入了巨大的精力。廢氣渦輪增壓器在發(fā)動機轉速僅高于怠速水平時具有良好的性能?；顒恿鶌W迪1.4LTFSI發(fā)動機進排氣系統(tǒng)第四十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日

由于結構上的改進，即使發(fā)動機轉速只有1250rpm，也可達到最大扭矩的80%。在發(fā)動機轉速高于1500rpm時，可獲得200Nm的最大扭矩。廢氣渦輪增壓器的最大增壓壓力為1.8bar（極值）。廢氣渦輪增壓器的結構如圖1所示。第四十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日圖1廢氣渦輪增壓器的結構第四十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日圖2廢氣渦輪增壓器的冷卻和潤滑系統(tǒng)第四十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日

為避免廢氣渦輪增壓器受到過熱的損害，在冷卻循環(huán)管路中集成了一個增壓空氣冷卻系統(tǒng)。冷卻液循環(huán)泵V50集成在增壓空氣冷卻系統(tǒng)中。通過輔助的冷卻液泵繼電器J496，由發(fā)動機控制單元控制。與發(fā)動機潤滑系統(tǒng)相連的廢氣渦輪增壓器葉輪總成用于潤滑和冷卻。廢氣渦輪增壓器的冷卻和潤滑系統(tǒng)如圖2所示。第五十頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、奧迪1.4LTFSI發(fā)動機進氣系統(tǒng)奧迪1.4LTFSI發(fā)動機進氣系統(tǒng)結構非常緊湊。研發(fā)目標是盡可能地縮短氣流路徑，最終系統(tǒng)無需配備空冷式增壓空氣冷卻器和相應的增壓空氣管路。實際上，進氣歧管上直接集成了水冷式增壓空氣冷卻器。這確保了廢氣渦輪增壓器和進氣門之間的空氣容積占一半以上，降低了壓力和氣流損失，實現了應對增壓系統(tǒng)的明顯改進。因此，發(fā)動機有了更高的總體效率。圖1、2為奧迪1.4LTFSI發(fā)動機進氣系統(tǒng)結構和原理圖。第五十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日圖1奧迪1.4LTFSI發(fā)動機進氣系統(tǒng)實物圖第五十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日圖2奧迪1.4LTFSI發(fā)動機進氣系統(tǒng)原理圖第五十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日

帶進氣溫度傳感器G299的增壓壓力傳感器G31，如圖所示。該傳感器集成在節(jié)氣門模塊的壓力管上部，在這里測量渦輪增壓器下部的空氣壓力和溫度。發(fā)動機控制系統(tǒng)使用來自G31的信號來調節(jié)增壓壓力。三、增壓壓力控制增壓壓力由廢氣閥門（旁通閥）進行調節(jié)。廢氣閥門由真空壓力罐通過一個連桿操控，為此，要根據增壓壓力控制電磁閥N75匹配模塊化的增壓壓力。增壓壓力控制系統(tǒng)決定與調節(jié)發(fā)動機所需的空氣流量。p/n控制系統(tǒng)使用兩個壓力和溫度傳感器。第五十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日

帶進氣溫度傳感器G42的進氣歧管壓力傳感器G71，如圖所示。這兩個傳感器（類似于G31/G299）集成在增壓空氣冷卻器的進氣歧管下部，在這里測量渦輪增壓器下部的空氣壓力和溫度。來自傳感器的信號用于計