发动机TDI第三代高压共轨工作结构原理.doc

奥迪A6L柴油发动机TDI第三代高压共轨工作结构原理 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。一、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）固定在曲轴上。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。 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。8、VTG涡轮增压器为了能保证涡轮增压器在较低转速时做出快速响应，其导向叶片是通过一个电动调节器来实现调节的，这就能实现导向叶片的准确定位，从而达到最佳的增压压力。另外在涡轮壳体内的涡轮前部还集成了一个温度传感器，用来测量增压空气的温度，发动机管理系统利用这个信息可以防止涡轮增压器过热。当温度超过450℃时，还可以启动颗粒过滤器的还原功能。涡轮增压器在小负荷、低转速的情况时，处于可控调节状态，以便快速产生增压压力；大负荷、高转速的情况下会被调节，以便将增压压力保持在最佳范围内。9、废气再循环为了能提高废气再循环流量，安装了一个废气再循环阀，该阀控制进气管内的废气再循环流量。废气再循环系统的接口在叉形管内，这个叉形管将两侧的汽缸汇集到排气一侧。这是一个高压的废气再循环系统，也就是说：废气再循环压力总是高于进气管压力的。进入进气管内的废气气流与吸入的空气气流的方向是相反的，这就可以使得新鲜空气与废气均匀而充分地混合。为了能有效减少废气中的颗粒和氮氧化物（NOX）,在发动机暖机