迈腾FSI发动机中.ppt

三 均质模式 进气 节气门按照油门踏板的位置来打开进气歧管翻板根据工作点来打开或关闭在中等负荷和转速范围时进气歧管翻板是关闭的燃油在进气行程喷入燃烧室 基本原理 均质模式 喷油 混合气形成和燃烧与均质稀混合气模式是一样的空气 燃油混合气 1 基本原理 FSI Benzin Direkteinspritzung 工作模式 MED7 9发动机控制系统 废气温度传感器原理氮氧化合物处理硫的处理 废气温度传感器 作用 切换到分层充气模式 因为存储式催化净化器只有在温度达到250 C 500 C时才能存储NOx给催化净化器脱硫 这只有在催化净化器温度超过650 C时才能发生 排气系统 废气温度传感器 废气温度传感器的其它任务 前部催化净化器的热敏诊断支持废气温度模型保护废气系统部件 排气系统 NOx 存储式催化净化器 普通的三元催化净化器在分层稀混合气模式时只能将很少一部分氮氧化物转化成氮气和氧气与普通的三元催化净化器结构相当 但附装了氧化钡 在250 C 500 C可将氮氧化物转化成硝酸盐存储起来如果存储空间都占满了 那么发动机控制单元会识别出这种情况 并会切换到还原模式 排气系统 H2O水CO2二氧化碳N2氮气O2氧气CO一氧化碳CH未燃烧的燃油NOX氮氧化物 NOx 存储 附在白金涂层上的氮氧化物被氧化成二氧化氮二氧化氮与氧化钡反应生成硝酸钡 排气系统 NOx 还原 首先用CO将钡转化成氧化钡并释放出二氧化碳和氮氧化物通过白金和铑 氮氧化物转化成氮气 一氧化碳转化成二氧化碳 排气系统 NOx 传感器 排气系统 废气中NOx 含量表示存储器的存储能力在泵室内 氧气含量保持恒定 14 7kg空气 1kg燃油 通过调整泵工作电流 空燃比会发生变化废气流经扩散网到达O2测量单元 该单元通过还原电极将氮氧化物分解成氧气和氮气通过氧 泵电流就可确定NOX的浓度 NOx 传感器控制单元 排气系统 位于车外部底板下部 在NOx 传感器附近对传感器信号进行预加工 然后将该信息经CAN总线传至发动机控制单元发动机控制单元通过这个信息来识别所存储的氮氧化物的饱和程度 执行还原过程 氮氧化物的还原 排气系统 氮氧化物的还原 排气系统 发动机控制单元通过NOx 传感器识别出 催化净化器不能再存储氮氧化物了启动再生模式 每60 90秒进行一次 发动机将从稀薄的分层充气燃烧模式转为均匀模式在均匀模式下 在尾气中碳氢化合物和一氧化碳的含量将会提高在存储催化转化器内 氮氧化物的氧与碳氢化合物和一氧化碳反应生成氮气和氧气 硫的还原 排气系统 硫的还原 硫比氮氧化物具有更高的温度稳定性氮氧化物在很短的时间内再生后 就会硫的再生发动机控制单元确认催化器内的空间已经被硫所占据 已经不能再存储氮氧化物了脱硫需要大约2分钟 从分层充气模式转变为均匀模式两个缸以浓混合气工作 两个缸以稀薄混合气工作 在排气管中 两种不同的气体混合在一起 并且发生后燃 通过这种方法 可以将氮氧化物存储催化转化器的温度提高到650 C以上 硫将反应为二氧化硫 排气系统 第三节 TFSI基本原理 以前FSI意味着带有分层充气的直接喷射技术TFSI发动机放弃了分层充气而致力于功率和扭矩涡轮增压发动机上保留了FSI这个简写 但取消了分层充气工作模式一方面取消了分层模式和氮氧化物传感器另一方面则致力于较高功率和转速所带来的驾驶乐趣以及牵引力和经济性 TFSI燃油供给系统 汽油供给 涡轮室与排气歧管一体 前氧传感器 LSU4 9后氧传感器 LSF 排气装置 废气涡轮增压 氧传感器 排气系统 计算信号由传感器电压和泵电流组成电流强度根据混合气的成分按接近线形变化来升高 值的输出是通过跳跃式升高的电压曲线来实现的测量范围为 1 电压 阶跃式氧传感器 排气系统 核心件是一个陶瓷体 陶瓷体的两面都由涂层 能斯托电池 涂层起电极作用涂层的一面与大气接触 另一面与尾气接触由于氧含量的不同 在大气和尾气之间就会产生一个传感器电压 宽频氧传感器 排起系统 电压的产生与跳跃式氧传感器式一样的电压值保持为恒定值450mV由泵单元 微型泵 来保证这个恒定值 该泵给电极靠近废气一侧供氧 以便达到这个电压恒定值泵功率越大 泵电流也就越大 测量范围 宽频氧传感器 泵在原来的转速下会泵入较多的氧 测试室中氧的含量较多 电压值下降同时减少单元泵的工作电流加大喷油量 过稀后的调整 为能使 电压尽快恢复到450mv 减小单元泵的工作电流 使泵入测试室的氧量减少单元泵的工作电流传递给控制单元 将其折算成 电压值信号 泵入混合气过浓时 电压值超过450mv单元泵以原来的工作电流工作 测试室的氧量少 混合气过浓 控制单元增大单元泵的工作电流 使单元泵旋转速度增加 增加泵氧速度单元泵泵入测试室中的氧量增加 使 电压值恢复到450mv 过浓后的调整 TFSI技术进一步完善 Magotan4VTFSI特点MED17 5控制系统链传动涡轮增压汽油直喷新工艺新技术 MED7 1 1 24 MED17 5 16 控制系统BoschMED17 5 带温度传感器的空气流量计涡轮增压带过压控制 电动强制循环阀 前置中冷器带隔板的单腔排气系统油门踏板带非接触传感器选择性分缸暴震控制每缸独立点火线圈 单火花塞点火不采用低压传感器 正确的燃油压力被发动机控制单元标定 并由压力调节阀N276调节非线性氧传感器取代宽频氧传感器 安装在预转化器与转化器之间 宽频传感器被控制单元分析值替代 程序来源于发动机定型实验 没有宽频氧调节 依然能达到欧IV排放 TFSI汽油直接喷射 发动机绝大部分工作范围lambda1 除了起动时混和汽稍加浓 起动阶段 燃油空气分层高压起动 起动几秒之后 HOSP 暖机阶段发动机控制双喷射 仅冷却液80 C或更高 燃油喷射与进气同步发动机转速超过3000rpm 进气翻版打开HOSP HomogenSplit 均质分开模式 进气翻板位置关闭节气门较大开启喷射时刻 第一次上止点前大约300 第二次喷油量较少上止点前大约60 点火时刻延迟 排气门打开 废气温度升高快 催化净化器很快达到正常工作温度关闭进气道翻板 29 功率和在1750 5000 HOSP工作模式 为了迅速加热催化反应器 在吸气过程中 距点火上止点大约300 时喷入部分燃油 这部分燃油由于时间较长可均匀混合 在压缩过程中 距点火上止点约60 进行第二次喷射 由此在火花塞附近形成了较浓的混合气 这种情况下可使点火较晚 且可以保证发动机稳定运行 二次喷射方式 的值为1因为排气门早已打开 排气温度升高很快 因此 催化转化器在很短时间内 30 40秒 即达到其工作温度 350 TFSI暖机二次喷射 1 8TFSI燃油系统 BOSCH控制系统进气凸轮末端的方形凸轮驱动高压泵 凸轮轴转一圈供油四次应用方形凸轮减少凸轮行程 使每转传递效率提高快速压力建立成为可能有利于发动机起动和再动燃油压力传感器G247燃油压力传感器安装在油轨上 能测量高达200bar的压力 高压泵 高压泵产生约150bar压力泵活塞被凸轮轴通过圆柱挺杆驱动 减少摩擦也减少链条受力 发动机运转更平顺燃油经济性更好燃油压力通过安装在燃油泵上的压力调节器N276调节根据发动机需要调整到50 150bar之间 高压泵优化 由于更短的行程 3 5mm 在MED9TFSI为5mm 减小压力波动 喷射阀的计量精度也被提高 且每次喷射有一个反馈行程 这样改善排放控制提高燃油效率 压力限制阀 约 120bar打开阀打开后压力泻到泵腔 进而压力传到低压管路过高压产生于超速阶段或高温状态关闭发动机后泵内的阻尼元件减小低压管路的压力波动 高压调节 高压传感器G247 压力调节阀N276高压系统燃油被无回流装置供给 压力3 5到6bar压力与燃油量相关 控制单元以燃油压力传感器G247的信号作为参量起动时 燃油压力调节阀N276被短暂激活 进油阀关闭 压力上升 燃油传递立即开始 进油阀关闭后 电磁阀电源切断 直到喷油结束TFSI对燃油压力调节阀和相关元件的优化 动力消耗减少 N276在充油位置燃油流入 过程一 IV被打开泵活塞向下运动N276未通电弹簧力小于燃油泵G6的压力 燃油被吸入泵腔出油阀作用下 泵活塞在吸入行程燃油流入泵腔EV关闭 过程二 泵活塞开始向上运动N276未通电IV被打开 因泵活塞向上运动 燃油被压回到进油通道EV关闭 N276收到控制单元脉冲 过程三 泵活塞向上运动N276接到指令关闭IV阀 由于泵活塞的向上运动 泵腔压力上升 EV阀开启实现供油N276被激活的越早 供油量越大 过程四 泵活塞处于供油行程 燃油被泵入油轨 直到下一个进油行程IV关闭EV打开 燃油系统 与燃油直接接触的部件设计适应各等级燃油 特殊材料防止燃油系统被腐蚀打开高压系统 请参阅维修手册 油压调节阀N276通电时间超过1S钟 将导致该阀损坏 高压喷射器 多孔喷射器带有六个喷孔比针阀式喷射器能提供更好的混合汽喷射角度与燃烧室匹配吸气和喷射同步可避免燃烧室表面和进气门表面湿喷射椎角为50 这些更改导致燃油雾化更好HC排放减少 抑制颗粒形成 机油稀释减弱 发动机机械部分 整体式铸铁材料曲轴箱 缸壁经三阶段流体喷射珩磨工艺曲轴通过链驱动 正时链传动位于前端 三组链传动在曲轴箱前端两个平衡轴于发动机前端链传动锻钢曲轴横流缸盖的材料为 ASi10Mg Cu 三层金属缸垫 油底壳 油底壳上部分为材料铝合金 用于安装机油泵和给曲轴提供加强支撑 油底壳下部件材料为钢件 通过螺栓与上部连接 为防止车辆以运动方式起步时 机油被过分搅动 油底壳中安装了聚酰氨材料的蜂窝状防溅中间板 曲柄连杆机构 为了增强强度度 改善发动机的运行噪音 主轴承的止推轴肩和曲柄轴颈止推轴肩都加大 为了增加曲轴的装配强度 位于中间的3个主轴承盖用螺栓横向连接在曲轴箱上 减震装置 驱动链轮和双质量减振轮通过直齿与曲轴相连 中央螺栓确保连接不会脱开 此连接方式可以实现以小尺寸的减振轮和驱动链轮传递大的扭矩 同时也有利于减振轮侧的颈项密封 梯形连杆 材料 36MnVS4 宽