浅析奥迪TDI柴油机电控技术学案.doc

浅析奥迪TDI柴油机电控技术 摘要：通过介绍奥迪TDI柴油机，阐述了该发动机的结构和电控燃油技术。 关键词：奥迪 TDI柴油机 结构 电控技术 ???TDI(Turbo-charged Direct Injection)，顾名思义就是采直接喷射的涡轮增压柴油发动机，TDI是专门用在轿车上的柴油发动机，有别于商用车用柴油发动机的嘈杂粗糙，它的运转平顺噪音低，已相当接近汽油发动机的水准，且仍保有柴油发动机低油耗与大扭力的特色。传统的喷射系统，喷油嘴将燃油喷入进气歧管与空气混合后，再吸入燃烧室内压缩点燃。直接喷射则是将燃油直接喷入已压缩的气缸内，其优点是在点燃引爆前才喷入燃油可以得到接近完美的理论值混合比，油耗因而可以大幅降低（许多汽油发动机也开始使用这项技术，不过汽油的燃点较柴油低，要克服诸如爆震，排气含过多氮氧化合物等技术问题）。TDI发动机的马力输出虽然不起眼，扭力平均来说却比相同排气量的汽油发动机高出约50%，这表示在走走停停的行车环境中车子的油门反应快比较好开。?采用共轨喷射系统的3.0I-V6-TDI发动机是Audi公司新一代V型发动机中的第四种发动机。这种发动机结构紧凑，总重约220kg，堪称目前最轻巧的V6柴油发动机。本文将以图文并茂的形式介绍该款发动机的结构和电控燃油技术。 机械构造 1、曲轴箱 ????发动机缸体由GGV-40（蠕虫状石墨铸铁）制成（如图1所示），汽缸间距为90mm（以前是88 mm)。汽缸孔壁采用紫外线光子（UV-Photonen）珩磨工艺制造，这种工艺有助于增强耐磨性并减少初始阶段的机油消耗。 紫外线光子（UV-Photonen）珩磨工艺是在珩磨后再用激光束对汽缸镜面进行的精加工。高能量激光束会以毫微（10-9）量级来熔化仍然突出的金属尖点，这样加工后，就可以立即形成光滑的汽缸镜面（以前需通过活塞的工作才能形成）。 ??? 2、曲柄连杆机构 ??? 曲轴用调质钢锻造而成，通过4个轴承支承在一个主轴承框架内（如图2所示）。分体式梯形连杆用一个飞溅轴承（上部）和一个三元轴承（下部）固定在曲 3、活塞 ?????这种箱式活塞（如图3所示）没有用于气门的凹槽，但活塞的中央有一个凹坑，活塞通过环形沟槽经机油喷嘴得到冷却（与3.3I-V8-CR一样）。 ?? 4、机油泵 ?新一代V6发动机上装有可靠的双中心式机油泵，该机油泵由链条经一根六角轴驱动（如图4所示）。 ?? 5、凸轮轴 ??? 两根凸轮轴（如图5所示）是用精密钢管制成的，凸轮环和两个钢堵是用IHU（内高压成型）法制成的。排气凸轮轴由进气凸轮轴经圆柱齿轮来驱动，该圆柱齿轮是直齿齿轮（以前的圆柱齿轮都是斜齿齿轮）。使用这种辊式凸轮推杆对改善噪音来说是很有好处的，该推杆与凸轮轴驱动齿轮（已张紧且无间隙）一起可以起到降低配气机构噪音的作用。 ????另外，该配气机构具有齿面间隙补偿功能（如图6所示）。排气凸轮轴上的圆柱齿轮（从动圆柱齿轮）是双体式的，宽的圆柱齿轮是热压到凸轮轴上的，其前面有三个斜面；窄的圆柱齿轮上有与此相应的凹槽，并且可以在径向和轴向移动。碟形弹簧可以产生一个轴向力，与此同时通过斜面将轴向运动转化成旋转运动。这会引起这两个从动圆柱齿轮相互错开一点，于是就可以形成间隙补偿。 ?? 6、链条传动机构 V6发动机的新一代传动机构（如图7所示）是通过链条来实现的，因而也就取消了齿形皮带，这样就可以在更多的车型上使用短结构形式的发动机。这种链条传动机构是单排套筒链，布置在变速器一侧，链条传动机构有：中央链条（传动机构 A），从曲轴到中间齿轮；右侧和左侧汽缸盖上的进气凸轮轴各有一根链条（传动机构 B+C）。还有一根链条是从曲轴到机油泵和平衡轴（驱动机构 D）。每根链条都有自己的液压弹性链条张紧器及链条导轨，具有免维护且在发动机寿命内不必更换的优点。 ?? 7、进气管 进气管（如图8所示）上集成有节流阀，该阀可进行无级调节，这样就可以使得进气状况按照当前的发动机转速和负荷与排放、油耗和扭矩/功率相适应。节流阀调节器上有电位计，它向发动机控制单元报告节流阀的位置。 节气门和节流阀在超速运行状态时会被打开，以便检查空气流量计并调整λ传感器。带有电动节流阀调节器的进气歧管，为了使扭矩输出和燃烧状况达到最佳状态，在负荷较低时关闭涡旋通道可以增强涡旋运动; 在负荷较高时打开涡旋通道有助于汽缸更好地充气。在发动机启动时，节流阀被打开，且在怠速时才关闭（在占空比约为80%时）。从怠速转速直到约2750r/min（在占空比约为20%时），节流阀一直处于完全打开状态。另外，在无电流以及超速状态时，节流阀也是处于打开状态的。 需要特别说明的是：如果更换了节流阀调节器，那么必须进行节流阀调节器与节流阀的适配；如果是两辆车之间的互换，那么节流阀也必须更换