上海大众3.0vr6 fsi发动机机械部分技术培训课件.ppt

1、,上海大众3.0VR6 FSI发动机培训教材-机械原理部分,3.0 VR6 FSI 发动机(CNGA),技术数据,VR6发动机机械原理部分,曲轴、连杆、活塞,缸盖,缸盖罩盖,曲轴箱通风装置,内容,进气歧管,链驱动,皮带驱动,发动机润滑,发动机冷却,低压燃油系统,系统概述,传感器,高压燃油系统,课程实践表,凸轮正时调节机构,发动机数据,技术数据,VR6发动机历史,3.0 VR6 FSI发动机属于德国大众最新的VR型发动机，之前还有3.2L和3.6L VR6 FSI发动机。相比传统的V型发动机，VR6型发动机减少了V型角度，发动机整理结构更加紧凑。 VR型发动机在德国大众已经有将近20年的历史。1

2、992年德国大众就率先推出了2.8L VR6型发动机，在2002年，该发动机采用了4气门技术。2003年，VR6发动机推出了3.2L排量的，最大功率提高至184kw。随后，在2006年， VR6发动机推出了3.6L排量的，最大功率提高至206kw。由于其紧凑的设计，VR型发动机使用于多种车型上。 在2003-2006年，在VR型发动机的排量扩大至3.2和3.6L的同时，直喷技术也应用其中，相比过去的发动机，带直喷的VR型发动机的输出功率和扭矩得到了大幅的提高。3.6L发动机的最高功率为206kw，最大扭矩为360Nm；3.2L发动机的最高功率为184kw，最大扭矩为330Nm。 在2009年，

3、德国大众为中国市场专门开发了这款3.0L VR6型发动机，该发动机是在3.6L VR6型发动机上进行设计和改进的，最大功率达到184kw，最大扭矩为310Nm。,VR6发动机技术特征,结构紧凑 FSI燃油直喷 带液压挺杆的4气门技术 内部排气再循环 带谐振腔的一体式塑料进气歧管 驱动链条位于曲轴后方传动侧， 并驱动高压油泵 连续可变进排气凸轮轴控制 良好的排放控制 高压燃油喷射 带有电子循环水泵,1. 凸轮轴改进，以实现配气相位优化 （在2000 rpm时由260 Nm变化为280 Nm） 进气凸轮轴的开启时间缩短。这会导致由于压力脉冲在转速范围的低区部分下即可达到较高的气缸充气。较高的气缸充

4、气可在转速范围的低区部分下提高扭矩。 2. 带有谐振腔的进气歧管，以实现最佳的扭矩变化过程 进气管中的气道长度与凸轮轴配气相位一起控制吸气道中的压力脉冲。通过优化该长度和使用气道长度转换，通过转速范围的高区部分优化充气过程。这对扭矩有着直接的影响。 3. 气缸体曲轴箱带有 - 匹配的缸筒 - 匹配的冷却水套 - 15V角角度 12.5mm 交叠量 通过改变V角角度和交叠量（参见后一页）能够降低活塞作用在气缸壁上的侧力Fs。这有着以下优点：摩擦更少，产生的发动机振动更少，发动机运行平稳性得以提高。,VR6 3.0l发动机相对于VR6 3.6l发动机的技术更改及其优点,控制器变更 MED9 -ME

5、D17 .1.6 适用于起动/停止系统和热量管理系统,4. 锻造活塞得到质量优化 已与84 mm缸径和较长的连杆匹配 通过加长的连杆使得活塞得以质量优化。由此振动产生的惯性力降低。,5. 新连杆（164 - 166.5mm） - 用以通过较小的侧力 - 减小惯性力（-30g) 和优化顺畅运行 类似4。 6. 曲轴与89.5mm冲程相匹配 冲程与3.0L的排量相匹配。,9,VR6的几何尺寸,15o,89.2,89.2,84,89.5,交叠量,96.4,89,22.0,10.6o,V角角度,12.5,3.0 dm3-FSI/TSI,3.6 dm3-FSI,数值单位：mm,Fk,Fs,缸体,缸体是采

6、用片状石墨的灰口铸铁制造的,曲轴、连杆、活塞,左侧缸体上的活塞与右侧缸体上的活塞是不一样的这个不一样体现在气门凹座和燃烧室凹坑的布置上。,缸盖,1、3、5缸的喷油阀安装孔位于进气歧管法兰的上方 2、4、6缸的喷油阀插在进气歧管法兰的下方,这样的布置使得1、3、5缸的喷油阀穿过缸盖的进气道,缸盖罩盖,控制阀,加热器,曲轴箱通风装置用于防止曲轴箱中富含碳氢化合物的气体（窜气）进入大气 曲轴箱通风装置由缸体内和缸盖内的的通风道、旋流式机油分离器和加热装置组成,该装置用于防止曲轴箱中富含碳氢化合物的气体 （窜气）进入大气 曲轴箱通风装置由缸体内和缸盖内的的通风道、 旋流式机油分离器和加热装置组成 工作

7、过程： 曲轴箱内的窜气借助于进气歧管真空的作用经过： - 缸体内的通风道 - 缸盖内的通风道 - 旋流式机油分离器 - 曲轴箱通风加热装置 后被吸入并再次送入进气歧管,曲轴箱通风装置,进气口,到进气歧管的出气口,机油出口,油、气混合气,气体出口,润滑油出口,气体颗粒,润滑油颗粒,曲轴箱通风,曲轴箱通风装置,曲轴箱通风加热装置,加热元件安装在从旋流式机油分离器到进气歧管的柔性管内，它用于防止在吸入很冷的空气时窜气结冰,加热元件,凸轮轴最大调节量： - 进气凸轮轴为52曲轴角 - 排气凸轮轴为32曲轴角 这两个凸轮轴调节器是通过凸轮轴调节阀借助于发动机的机油压力来实现调节功能的,凸轮轴正时调节机构

8、,G163,G40,内部废气再循环,在排气冲程过程中，进气门和排气门同时打开。于是借助于进气歧管产生的较高的真空度，燃烧室中一部分已经燃烧过的气体就又被吸入到进气道内，在下个吸气冲程会被吸入燃烧室再次燃烧,进气歧管,塑料制整体式（单件式）上置进气歧管,风门打开关闭影响中间进气总管中的谐振进气,进气总管,中间进气总管,阀门翻板,旧款,新款,从转换式长进气管变更为谐振进气管,约 4.55kg,进气总管,功率进气总管,中间进气总管,约 6.69kg,通过6个风门转换6个气道的长度,通过1个风门转换两个3气缸组,进气总管,链驱动,驱动进气凸轮轴,驱动高压燃油泵,驱动排气凸轮轴,液压涨紧器,驱动机油泵,

9、液压涨紧器,曲轴链轮,链条张紧器模块,滑轨,控制活塞,活塞,预张紧弹簧,节流孔,壳体,皮带驱动,液压涨紧器,驱动发电机,惰轮,惰轮,驱动空调压缩机,驱动水泵,曲轴形皮带轮,发动机润滑,燃油高压泵驱动,润滑油泵,机油冷却器 机油滤清器,曲轴轴承,凸轮轴链轮,输入油道,链涨紧器,凸轮轴轴承,液压挺柱,链涨紧器,油底壳,润滑油路,机油储油室,发动机润滑,润滑油回油,发动机冷却,散热器,热交换器,冷却液罐,再循环泵,缸盖,节温器,水泵,曲轴,变速箱冷却,V7,J293,V177,J271,散热器风扇,机油冷却器,Term. 30,该泵是一个电动泵，它集成在发动机的冷却环路内，由发动机控制单元通过特性曲

10、线来控制 发动机熄火后，该泵会根据温度状况接通,循环泵V51,低压燃油供应系统,低压燃油压力传感器,高压油管,低压油管,驱动凸轮,燃油滤清器,FSI 压力限制阀6.4 bar,燃油高压泵,燃油泵,压力保持阀,油箱,燃油高压泵,油轨,Injectors cyl. 1/3/5,供油管,Injectors cyl. 2/4/6,高压燃油供应系统,燃油压力传感器，高压 G247,燃油压力控制阀 N276(油量控制阀),高压燃油泵驱动,高压泵驱动凸轮，双凸轮,驱动柱塞,燃油高压泵,高压燃油供应系统,由于两侧缸体上的喷油阀是插在同一侧的，所以活塞凹坑就要制成不同的形状 这是由于两侧缸体上的喷油阀和进气阀布

11、置的角度是不一样的。除了喷油量和喷油持续时间外，燃油射束的形状和角度也是非常重要的,喷油阀,系统概述,J538, G6,N30, N31, N32, N33, N83, N84,N70, N127, N291, N292, N323, N234,J338, G186,N276,N80,N316,N205, N318,Z19, Z28,Z29, Z30,J293, V7, V177,J160, V55,G28,执行元件,传感器,G40, G163,G79, G185,J338, G187, G188,G70, G42,G62,G83,G61, G66,F,G247,G410,G39, G108,

12、G130, G131,J519, J533,J285,J623,发动机转速传感器G28 该传感器用螺栓拧在缸体的侧面，它扫描曲轴上的靶轮 信号应用 从发动机转速传感器的信号可以获知发动机的转速和曲轴相对于凸轮轴的准确位置 这些信息用于计算喷油量和喷油始点,信号中断的影响 如果信号中断，那么发动机立即熄火，且无法再起动,传感器,G28,空气流量计G70 发动机使用的是热膜式空气流量计。 这种流量计安装在发动机的进气道内，与前一代一样，也是根据热量测量的原理来工作的 特点： 带有回流识别的微型传感器元件 具有温度补偿的信号处理 测量精度高 传感器稳定性好,传感器,空气流量计的传感器元件耸立在发动机

13、吸入的气流中。 一部分空气流经空气流量计的旁通气道。旁通气道内有传感器电子装置，该电子装置上集成有一个加热电阻和两个温度传感器,信号中断的影响 空气流量计信号中断后，发动机管理系统会计算出一个替代值,传感器,G70,G299,油门踏板位置传感器G79和G185 这两个传感器是油门踏板模块的组件，他们采用非接触方式来工作 发动机控制单元根据这两个传感器的信号来识别司机的意愿 信号应用 发动机控制单元利用这两个传感器信号来计算喷油量 信号中断的影响 如果一个或两个传感器信号中断，那么故障存储 器会记录下一个故障，电子油门故障灯会接通 舒适功能（例如定速巡航或者发动机扭矩调节） 就被关闭了。,传感器

14、,G78和G185,节气门单元内的角度传感器1-G187和角度传感器2-G188 这两个传感器用于判定节气门当前的位置，并把 这个信息传送给发动机控制单元 信号应用 发动机控制单元根据角度传感器信号 来判定节气门的位置 这两个传感器的信号是重叠的，也就 是说：出于行驶安全方面的原因，这 两个传感器传送的是相同的信号,传感器,信号中断的影响,情况一 发动机控制单元从某个角度传感器获得了不可靠的信号或者根本就未收到信号： -故障存储器会记录下一个故障，电子油门故障灯会接通 -对扭矩有影响的子系统（如定速巡航或发动机扭矩调节）被关闭 -使用负荷信号校验另一个角度传感器 -油门踏板反应正常,情况二 发

15、动机控制单元从两个角度传感器都获得了不可靠的信号或者根本就未收到信号： - 这两个传感器在故障存储器会记录下一个故障，电子油门故障灯会接通 - 节气门驱动器被关闭。 - 发动机只能以1500转/分的高怠速转速运转，对油门踏板的操作无反应,传感器,G187和G188,霍尔传感器G40 和G163 两个霍尔传感器安装在发动机正时链条盖板内，它们的任务是将进气凸轮轴和排气凸轮轴的位置信息告知发动机控制单元 这两个霍尔传感器会扫描相应凸轮轴上的快速起动靶轮 发动机控制单元通过霍尔传感器G40来判定进气凸轮轴位置，通过霍尔传感器G163来判定排气凸轮轴位置,信号应用 在发动机起动时，可通过霍尔传感器信号

16、来快速而准确识别出凸轮轴相对于曲轴的位置 与发动机转速传感器G28的信号一起可识别出哪个气缸处于点火上止点。这样就可针对相应的气缸来喷油和点火 信号中断的影响 信号中断时就使用发动机转速传感器G28的信号。由于不能那么快就识别出凸轮轴的位置和气缸的位置，所以发动机起动所需要的时间就长一些,传感器,G40和G163,G62,冷却液温度传感器G62 该传感器安装在发动机机油滤清器上方的冷却 液分流管上，它将冷却液温度信息发送给发动 机控制单元 信号应用 发动机控制单元使用冷却液温度信号来控制发 动机的各种功能，例如计算喷油量、增压压力 和供油始点以及废气再循环量 信号中断的影响 如果该信号中断，发

17、动机控制单元就使用冷却 液温度传感器G83的信号来代替,传感器,散热器出口的冷却液温度传感器G83 传感器G83安装在散热器出口的管路上，它测量 散热器出口的冷却液温度 信号应用 通过比较G62和G83的两个信号来控制散热器风扇 的工作情况 信号中断的影响 如果冷却液温度传感器G83的信号中断，那么散 热器会以高速档一直在工作,传感器,爆震传感器G61和G66,信号应用 发动机控制单元根据爆震信号来调节发生爆震的气缸的点火角，直至不再出现爆震 信号中断的影响 某个爆震传感器信号中断的话，相应气缸组的点火角就减小，也就是说：向“延迟”方向调整了一个安全点火角。这可能导致燃油消耗升高。爆震传感器正

18、常的那个气缸组的爆震调节仍能正常工作 如果两个爆震传感器的信号都中断了，那么发动机管理系统就进入爆震调节应急状态，这时点火角都减小了，也就无法发挥出发动机的全部功率了,传感器,制动灯开关F,该开关在串联总泵上，它采用非接触的方式用 一个霍尔元件来扫描串联总泵活塞上的磁环。 此开关通过驱动CAN-总线将“制动器已踏下” 这个信号传送给发动机控制单元,信号应用 在踏下制动踏板时，定速巡航装置就被关闭了。如果先识别出“踏下了油门踏板”，又识别出“踏下了制动踏板”，那么怠速转速会升高 如果这个传感器信号中断了，发动机控制单元就以一个固定值来控制燃油压力调节阀 信号中断的影响 如果这个开关信号中断，那么

19、喷油量会减少，发动机功率也就下降了。 另外定速巡航装置会被关闭,传感器,燃油压力高压传感器G247,该传感器在下部燃油分配管上，它测量高压燃油系统中的燃油压力 信号应用 发动机控制单元会分析这个信号，并通过高压泵内的燃油压力调节阀N276来调节高压燃油压力 信号中断的影响 如果这个传感器信号中断了，发动机控制单元就以(一个固定值或)低压传感器信号来控制燃油压力调节阀,传感器,燃油压力低压传感器G410,该传感器在高压燃油泵上，它测量低压燃油系统中的燃油压力,信号应用 发动机控制单元使用这个信号来调节低压燃 油系统中的燃油压力 发动机控制单元接收到这个信号后，会发给 燃油泵控制单元J538一个信

20、号，J538会根据 实际需要来调节燃油泵 信号中断的影响 如果燃油压力传感器信号中断，那么就无法 根据需要来调节燃油压力了，燃油压力就始 终保持为一个固定值,传感器,机油油面高度/机油温度传感器G266,该传感器是从下面拧入油底壳的。多个控制 单元需要使用这个传感器的信号 组合仪表内的控制单元J285使用这个信号来 延长保养间隔,信号应用 发动机控制单元通过驱动CAN-总线来获取这 个信号 信号中断的影响 控制单元会使用冷却液温度传感器的信号来替代,传感器,G266,G266波形解释,传感器G39 和G108,每个前置催化净化器都配备了一个宽频传感器 使用宽频传感器可在一个较大范围内确定出废气

21、中的氧气浓度，从而推断出燃烧室内的空气-燃油比 这两个传感器采用加热方式来快速达到工作温度,信号应用 传感器信号用于计算喷油时间 信号中断的影响 如果传感器信号中断，就不会进行调节了。自适应就被锁止，通过一条特性曲线来执行应急运行,传感器,传感器G130 和G131,前置催化净化器的后面装有平板形传感器，它们于测量废气中的剩余氧量。 发动机控制单元根据废气中的剩余氧量可以推断出催化净化器的功能,信号应用 发动机控制单元使用这两个传感器的信号来检查 催化净化器的功能和传感器调节回路 信号中断的影响 如果信号中断，调节仍能进行，但不能检查催化 净化器的功能了,传感器,执行元件,凸轮轴调节阀1 N2

22、05 排气凸轮轴调节阀2 N318,这两个电磁阀集成在凸轮轴调节机构的壳体内 这两个电磁阀根据发动机控制单元的指令，按照调节方向和调节行程来将机油压力分配到凸轮轴调节器上,这两个凸轮轴都是连续可调的： - 进气凸轮轴最大可调52曲轴角 - 排气凸轮轴最大可调32曲轴角,信号中断的影响 如果通向凸轮轴调节器的电路损坏，或者凸轮轴调节器因机械卡止或油压过低而失灵时，就无法进行凸轮轴调节了,N205和N318,执行元件,电动燃油泵G6和燃油表传感器G,电动燃油泵和燃油滤清器组成燃油供油单元 燃油供油单元在燃油箱内,功用 电动燃油泵将低压燃油系统内的燃油输送到高压燃油泵。这个过程由燃油泵控制单元通过一个脉冲宽度调制（PWM）信号来控制 这个电动燃油泵总是按发动机实际的燃油需求量来供应燃油 出现故障后的影响 如果电动燃油泵失效了，那么发动机就无法工作了,燃油压力调节阀N276,执行元件,该阀安装在高压燃油泵的底部 发动机控制单元通过这个调节阀来将燃油高压调整为30-110 bar之间的数值,出现故障后的影响 发动机控制单元进入应急运行状态,N276,带有末极功放的1-6缸点火线圈 N70, 127, 291, 292, 323, 324,执行元件,点火线圈和末极功放是一个件 每缸的点火角可单