Audi A6 TDI培训教案

AudiA6TDI 2000 柴油发动机的最新发展 柴油发动机的动力性 经济性 排放率和噪音级一直在提高 优良的混合气准备 关键因素 如何保证 高效的喷射系统产生足够高的喷射压力 确保燃油雾化良好 同时对喷油始点与喷油量进行精确控制 导致 驾驶乐趣 低排放 耐久性强 成功 经济 创新 TDI TurbochargedDirect InjectionDieselEngine涡轮增压直喷柴油发动机 为什么要采用柴油发动机 动力强劲 在较低的发动机转速下即可达到较大的扭距输出 整车动力强劲 加速性好 经济性好 较低的油耗 较低的燃油价格 利于环保 直喷柴油发动机燃烧效率通常高于40 而汽油发动机仅为30 左右 尾气排放对温室效应影响小 自1980年以来 其颗粒排放已经减少了70 油耗的比较 以火花点火式发动机 汽油机 为100 直喷汽油机 FSI 油耗降低15 20 压燃发动机 IDIDiesel 油耗降低25 30 涡轮增压直喷柴油发动机 TDI 油耗降低40 45 在转速2500 3000l min时的比油耗 汽油 柴油 EmissionsandmileageofroadtransportinGermany Source TREMOD IFEUHeidelberg1999 199019952000200520102015 0 25 50 75 100 125 150 175 欧洲市场柴油车的比例已经超过40 以上 Developmentcourse 1905年提出了喷油器的设想 自20世纪50年代以来 配备机械式泵喷射系统的柴油发动机就已应用于轮船和卡车上 1990年首次在柴油发动机上应用增压技术 20世纪末期 Volkswagen和RobertBoshAG公司合作 首次研制出适用于轿车的电磁阀控制泵喷射系统柴油发动机 不久的将来 Diesel的梦想 无烟 无臭味的排气 将会成为现实 TDI发动机的历史 Audi100 C3 2 5TDI120bhp Audi100 C4 2 5TDI115bhpAudi80 B4 1 9TDI 90bhp AudiA6 C4 1 9TDI 90bhp2 5TDI 115bhp2 5TDI 140bhp至1994底共产250 000TDI发动机 AudiA6 C5 1 9TDI 110bhp2 5TDI 150bhpAudiA3 AudiA41 9TDI 90bhp1 9TDI 110bhpAudiA82 5TDI 150bhp 1976开始进行TDI的研发工作 1989 1990 1991 1994 1997 1989 第一台5缸88kW 120bhp 265Nm TDI发动机 采用喷油压力达900bar径向柱塞喷油泵 1991 4缸66kW 90bhp 182Nm TDI发动机 采用喷油压力达950bar径向柱塞喷油泵 1993 装于AudiASF概念车上的V8 TDI在法兰克福国际车展亮相 1994 所有奥迪TDI发动机均满足欧II排放法规 5缸103kW 140bhp 290Nm TDI发动机 采用喷油压力达1000bar径向柱塞喷油泵 1995 4缸81kW 110bhp 225Nm TDI发动机 采用喷油压力达1100bar径向柱塞喷油泵及可变几何截面 VTG 涡轮增压器 1997 世界上轿车首次采用110kW 150bhp 310Nm 带喷油压力达1500bar径向柱塞喷油泵及可变进气几何截面 VTG 涡轮增压器的V6 TDI TDI首次采用4气阀技术 1999 V8165kW 225bhp 480Nm TDI发动机 采用1350bar的共轨喷油系统 以及可变进气几何截面 VTG 涡轮增压器和4气阀技术 TDI发动机 奥迪10年的TDIKnow How TDI柴油机的历史进程 奥迪的TDI发动机已投放市场15年以上 奥迪TDI的十几年的know how和经验 在技术上和工艺上都具有无法匹敌的优势 奥迪第一个在世界上推出六缸TDI柴油发动机 该柴油发动机被最先用到AudiA8 现在被用到AudiA6和A4上 每缸四气阀 可变进气截面的 VTG 涡轮增压装置 高压燃油喷射系统 优异的排放特性 EUIII 通常其CO2排放与传统的柴油机相比低15 与汽油机相比低30 六缸TDI柴油发动机 TDI发动机的燃油被直接喷射到燃烧室内 其燃烧效率高达43 非直喷柴油发动机通常为35 而汽油发动机仅为30 极佳的整车经济性好和出色的续航能力 TDI发动机在较低的转速下就能提供其最大的扭距 具有强劲的扭距输出特性和极好的储备功率 V6TDI 具有如下优点 优异的排放特性 EUIII 整车排放满足欧III标准 CO2排放与传统的柴油机相比低15 与汽油机相比低30 振动 噪声较小 整车行驶平顺性好 采用了先进的发动机悬置技术和隔音技术 以及先进的喷油系统和喷油管理系统 使整车具有良好的行驶平顺性好 整车可靠性好 动力强劲 扭矩大 最大输出功率达133kW 181bhp 最大扭距 370Nm 1500 2750rpm 极佳的整车动力性 最高车速220km h 0 100km h加速时间为9 4s极佳的整车经济性好 90km h等速百公里燃油消耗仅5 2L 工作行程 柴油机的基本型式 涡流室方式 预燃烧室方式 直接喷射 涡旋室方式 本发动机采用导入辅助室内的燃烧方式 喷射方式 预燃室方式 柴油发动机中有预燃室 燃油喷入炽热的预燃室内 喷射方式 直喷方式 燃油直接喷入活塞上面的燃烧室内 喷射方式 预喷射循环在主喷射循环开始之前 少量燃油在低压下被喷入 这个喷射过程叫预喷射循环 少量燃油的燃烧使燃烧室内的压力和温度上升 这符合主喷射快速点火的要求 在预喷射循环和主喷射循环之间的喷射间隔 燃烧室内的压力平缓上升 而不是一个突然的上升 使得燃烧噪音低 排放的氮氧化物也少 主喷射循环主喷射循环的关键是产生良好的混合气 使燃油完全燃烧 高喷射压力使空气和燃油完全混合最终雾化 充分燃烧 减少排放污染物并确保发动机高效率运转 喷射结束在喷射结束过程 压力迅速下降和喷嘴迅速关闭是很重要的 防止燃油在低喷射压力下以大颗粒滴入燃烧室 否则燃油不完全燃烧 产生很高的排放污染物 环境温度与燃油选择 更高的喷射效率 高达1500bar的喷油压力 径向柱塞分配泵 第一代2 5l V6 TDI 发动机出现在1997年 它的功率为110kW 符合欧洲2号排放标准 1999年将功率提升至133kW 同时排放也改为符合欧洲3号标准 最新型的V6TDI发动机是这种类型发动机中首次大批量生产的型号 这种发动机的顶级型号符合更为严格的欧4标准 BAU定货号 0470506033 分配泵名牌含义 博士公司定货号 旋转方向 从输入端看 大众公司备件号 制造厂家代码 德国本土 生产日期 产品序号 产品批次号 排量 2496cm3缸径x行程 78 3mmx86 4mm压缩比 18 5 1喷射系统 BoschEDC 15M带有预喷及双弹簧喷嘴点火顺序 1 4 3 6 2 5废气涡轮增加器 VNT20带有可调式涡轮废气净化 废气再循环 前部催化净化器主催化净化器前部催化净化器 陶瓷 3 66 x2 9 主催化净化器 陶瓷 5 66 x6 或者 2x5 69 3 3 x6 08 四驱 排放标准 欧III IV燃油等级 16烷值49的柴油 功率扭距按89 491 EEC 360 72 144 216 288 130 13 39 65 91 117 功率kW 扭距Nm 发动机转速rpm 1000 2000 3000 4000 5000 强劲的动力输出 TDI发动机 最大输出功率 133kW 181bhp 最大扭距 370Nm 1500 2750rp最高车速220km h 0 100km h加速时间为9 4s 90km h等速百公里燃油消耗仅5 2L 新型径向柱塞分配式喷油泵的作用 从油箱中抽取燃油 将燃油加压至1500bar 将燃油分配到各汽缸 工作原理随着转速的升高 喷油始点应 提前 喷油始点调节装置就是执行这个任务的 喷油始点调节装置的控制活塞通过弹簧力压在喷油始点调节活塞上 控制活塞的环形腔通过一个孔从喷油泵的内腔得到燃油压力 喷油始点阀确定控制活塞的环形腔内燃油压力的大小 随着转速的提高 喷油始点阀会提高环形腔内的燃油压力 这时控制活塞就顶着弹簧力离开喷油始点调节活塞 从而让出了一个通道 于是燃油到达喷油始点调节活塞的后部 燃油的压力将喷油始点调节活塞向右推动 喷油始点调节活塞与斜凸轮调整环是连接在一起的 因此喷油始点调节装置的水平运动就使得斜凸轮调整环向 提前 方向转动 休息一会 VR M VP44具有液压缓冲装置的提前活塞 位置 正常运行 1 凸轮环2 提前装置活塞3 控制滑阀4 滑片式输油泵5 输油泵压力6 油泵进油口 吸油边 7 从滤清器过来的燃油8 控制活塞9 控制腔10 提前装置电磁阀 预喷射循环开始喷射凸轮通过滚柱式摇臂将泵活塞压下 将高压腔内的燃油排出到供油管 发动机控制单元控制喷嘴电磁阀吸合起动喷射循环 此时 电磁阀针阀被压入到阀座内 关闭高压腔到供油管的通道 高压腔内开始产生压力 当压力达180bar时 压力高于喷油针阀弹簧压力 喷嘴针阀上升 预喷射循环开始 高压腔 泵活塞 电磁阀座 电磁阀针阀 供油管 喷油针阀 预喷射的控制 缓冲塞阻尼作用在预喷射循环 喷嘴针阀行程被液力 阻尼垫 阻尼 因此 可以准确控制喷射量 如图 在前1 3行程 喷嘴无阻尼打开 将预喷射油量喷入燃烧室 当缓冲塞堵住喷嘴壳体的内孔时 针阀上部的燃油只能通过泻油间隙排入喷嘴弹簧室 从而形成一液力阻尼垫 限定预喷射循环的针阀行程 无阻尼行程 喷嘴弹簧室 喷嘴壳体 泄油间隙 液力阻尼垫 缓冲塞 预喷射循环结束上升的压力使收缩活塞下移 使高压腔内容积扩大 于是压力瞬时下降 这时施加在针阀上的弹簧力和液体压力增大 因此喷嘴针阀关闭 预喷射结束 收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的压紧程度 若想再次打开针阀 油压必须比预喷射过程中的油压高 高压腔 泵活塞 喷嘴电磁阀 收缩活塞 喷嘴弹簧 喷嘴针阀 主喷射循环开始喷嘴针阀关闭后短时间内 高压腔内压力立即重新上升 这时喷嘴电磁阀仍然关闭 泵活塞下移 约300bar时 燃油压力高于喷嘴弹簧作用力 喷嘴针阀再次上升 主喷油开始 喷射过程中 进入高压腔的燃油多于经喷嘴喷出的燃油 压力不断上升 最高可达2050bar 主喷射循环结束当发动机控制单元停止激活喷嘴电磁阀后 电磁阀针阀回位 燃油被泵活塞排出到供油管 泄压 喷嘴针阀关闭 主喷射循环结束 泵活塞 喷嘴电磁阀 喷嘴弹簧 喷嘴针阀 高压腔 双弹簧喷油泵 双级燃油喷射和燃烧 确保燃烧过程平顺 安静 发动机具有较低的振动 双弹簧喷油泵 TDI发动机领先的技术 先进的喷射系统 可变进气截面的涡轮增压器 1 节流片2 涡轮3 中间轴4 泵轮 4 3 2 1 可调整叶片式涡轮增压器 可调叶片式涡轮增压器调整原理 四气门技术进气道的形状和布置有助于进气并可使吸入的空气在燃烧室内形成涡流 这就可保证燃油与空气充分混合 从而使燃烧更充分 尾气排放也减少了 一个中央喷嘴架周围有两个进气门和两个排气门 喷嘴在中央垂直位置 再加上当中的活塞凹腔 燃油就会均匀地进入燃烧室 气门是这样布置的 每个汽缸的每个凸轮轴驱动一个进气门和一个排气门 进气道 涡旋道的形状是这样的 其形状须使吸入的空气呈涡旋运动 从而使汽缸内的空气的涡旋运动更强 充气道的形状是这样的 其形状须使吸入的空气直接进入汽缸 从而能保证汽缸在转速很高时快速充气 排气道 排气道汇成一个总通道 因此称之为叉形管道 凸轮轴驱动另一根凸轮轴经直齿圆柱齿轮副来驱动 所以同一缸盖上的两个凸轮轴旋向是相反 对于左侧缸盖来说 圆柱齿轮布置在飞轮一侧 对于右侧缸盖来说 圆柱齿轮布置在齿形皮带一侧 每个缸盖上有一个凸轮轴由曲轴通过齿形皮带来驱动 机油循环 组成部件机油泵 是一个内齿轮泵 放在油底壳内机油压力调节阀 在机油泵壳体内 用于调节发动机机油压力安全阀 在机油泵壳体内 当机油压力过高时会打开机油止回器 用于防止在发动机停转时机油从机油滤清器和缸盖内流回油底壳 安装在缸体和机油滤清器壳体内旁通阀 歠在机油滤清器堵塞时打开 以保证发动机的机油供应压力限制阀 用于限制缸盖内的机油压力 从而可防止在液压气门间隙补偿元件内产生过高的机油压力 气门的操纵气门由凸轮经摇臂控制 摇臂支撑在固定的液压式气门间隙补偿元件上 与液压桶形挺杆相比有如下优点 运动质量小摩擦力小 电控可变阻尼的发动机悬置保证了整车具有更好的舒适性 如何控制 发动机控制单元接收来自传感器的关于发动机工况及踏板方面的信息 然后分析这些信息 从而确定喷油量和供油始点 发动机控制单元再将确定的这些值发送给喷油泵控制单元 喷油泵控制单元计算出用于油量调节电磁阀和喷油始点阀的命令 这就需要考虑来自发动机控制单元的信号和来自喷油泵内的转角传感器信号 喷油泵控制单元将喷油泵工况的回应信息发给发动机控制单元 以便对发动机进行监控 喷油泵控制单元和发动机控制单元之间的信号通过一根CAN总线来传递 CAN总线的优点是 喷油泵控制单元和发动机控制单元之间的所有信息都是通过两条线传递的 发动机控制单元还有其它任务 如控制废气再循