2.1.2　V型發動機構造

2.1.2.1　氣缸蓋

氣缸蓋是由鋁?硅?銅合金制造的。由于采用了直噴裝置,所以氣缸蓋重新設計了。由于要容納鏈條傳動機構以及固定高壓燃油泵,氣缸蓋的長度增大了。

兩側缸體的噴油閥都在缸蓋的進氣一側,參見圖2?29。

1、3、5缸的噴油閥安裝孔位于進氣歧管法蘭的上方。2、4、6缸的噴油閥插在進氣歧管法蘭的下方。這樣的布置使1、3、5缸的噴油閥穿過缸蓋的進氣道。

為了補償噴油閥對進氣道內氣流的影響,將所有氣缸的氣門間距從34.5mm提高到36.5mm。

這樣就可避免在氣缸充氣時噴油閥導致氣流轉向。

通過對凸輪軸的調整,發動機會根據負荷狀況來提高功率和轉矩,還可以節省燃油并降低排放。

凸輪軸是通過兩個葉片式調節器來實現調整的。兩凸輪軸在氣門的“提前打開”和“滯后打開”方向都可以進行連續調節。氣缸蓋部件位置如圖2?30所示。

發動機控制單元控制以下電磁閥來進行調節:凸輪軸正時調節閥N205;凸輪軸正時調節閥N318(排氣側)。

凸輪軸最大調節量:進氣凸輪軸為52°曲軸角;排氣凸輪軸為42°曲軸角。

這兩個凸輪軸調節器是通過凸輪軸調節閥借助于發動機的機油壓力來實現調節功能的。

兩凸輪軸一起進行調節時最大可實現42°曲軸角的氣門重疊。通過這個氣門重疊可實現內部廢氣再循環。

2.1.2.2　氣缸體

發動機氣缸體是采用灰口鑄鐵制造的,如圖2?31所示。

氣缸體的V形夾角為10.6°。V形夾角從15°變為10.6°,這樣就可在不改變發動機安裝尺寸的情況下仍能保證氣缸壁厚度。由于V形夾角減小了,所以氣缸的縱軸線在下面相對于曲軸就向外移動了。

氣缸的縱軸線相對于曲軸中心軸線的距離稱為氣缸偏移。與進氣管噴射式發動機相比,氣缸偏移從12.5mm增加到22mm,如圖2?32所示。

2.1.2.3　曲柄連桿機構

曲軸由灰口鑄鐵鑄造而成,與3.2L進氣管噴射式發動機一樣也有7個支承。

活塞是凹腔式活塞,由鋁合金制成。為了改善其磨合性能,活塞的側面鍍了磨合層。左側缸體上的活塞與右側缸體上的活塞是不一樣的。

這個不一樣體現在氣門凹座和燃燒室凹坑的布置上?；钊伎拥奈恢煤托螤羁梢允箛娙氲娜加托纬尚郎u,并與吸入的空氣充分混合。

連桿不是分體式的,而是切割開的,連桿小頭是梯形的,連桿軸承上鍍了一層鉬,因此磨合性能好,承受負荷的能力也提高了。曲柄連桿機構部件如圖2?33所示。

2.1.2.4　傳動機構

鏈條傳動機構位于發動機靠變速器的一側,它由原動滾子鏈條和凸輪軸滾子鏈條組成。原動滾子鏈條由曲軸來驅動,它通過一個鏈輪來驅動凸輪軸滾子鏈條和機油泵。鏈條驅動機構部件如圖2?34所示。

兩凸輪軸和高壓燃油泵通過凸輪軸滾子鏈條來驅動。這兩根鏈條由液壓鏈條張緊器保持在合適的張緊狀態。

多楔帶是一種單面呈多V形的傳動帶,這種傳動帶在高速時也能安靜而無振動地運行。

多楔帶由曲軸經帶有減振裝置的多楔帶輪來驅動?？照{壓縮機、發電機和水泵都是由多楔帶來驅動的。多楔帶由張緊輪保持在合適的張緊狀態。多楔帶連接部件如圖2?35所示。

2.1.2.5　廢氣再循環與曲軸箱通風裝置

內部廢氣再循環可以降低氮氧化物的生成量。與外部廢氣再循環一樣,氮氧化物生成量的減少也是通過引入廢氣來降低燃燒溫度的方法來實現的。

將廢氣引入到新鮮的燃油?空氣混合氣中后,就會造成氧氣稍稍不足的狀態。這時的燃燒過程就不會像氧氣過剩時那么熱了。

氮氧化物只有在較高溫度時才會大量生成。降低發動機的燃燒溫度和減少供氧量就可以減少氮氧化物的生成量。

工作過程:在排氣行程過程中,進氣門和排氣門同時打開(圖2?36),于是借助進氣歧管產生的較高真空度,燃燒室中一部分已經燃燒過的氣體又被吸入到進氣道內,在下個吸氣行程會被吸入燃燒室再次燃燒。

內部廢氣再循環的優點:因減少氣體交換做功而節省了燃油;通過廢氣再循環擴大了部分負荷范圍;運行更穩定;發動機處于冷態時就可以進行廢氣再循環。

曲軸箱通風裝置用于防止曲軸箱中富含碳氫化合物的氣體(竄氣)進入大氣。該裝置由缸體和缸蓋內的通風道、旋流式機油分離器和加熱裝置組成,如圖2?37所示。

工作過程:曲軸箱內的竄氣借助于進氣歧管真空的作用經過缸體內的通風道→缸蓋內的通風道→旋流式機油分離器→曲軸箱通風加熱裝置后被吸入并再次送入進氣歧管。缸體和缸蓋內的通風道如圖2?38所示。

旋流式機油分離器布置在氣缸蓋罩內,其作用就是分離出曲軸箱內竄氣中的機油并將機油送回到機油循環中,其結構如圖2?39所示。壓力調節閥會將進氣歧管內約70kPa的真空縮小為約4kPa。該調節閥可防止全部的進氣歧管真空和曲軸箱內壓力都作用到曲軸箱通風裝置上(那樣就會吸出發動機機油或損壞密封件)。

工作過程:旋流式機油分離器將吸入的氣體中的機油分離出來,它采用的是離心力分離原理,由于機油分離器的結構是旋流式的,所以吸入的氣體就被置于旋轉運動狀態,在離心力的作用下,機油就被甩到分離器壁上并形成較大的油滴,分離出的機油進入缸蓋,氣體則經柔性管被送入進氣歧管。機油分離原理如圖2?40所示。

2.1.2.6　進氣系統

VR6發動機配備有塑料制整體式(單件式)上置可變進氣歧管。

可變進氣歧管由下述部件組成(圖2?41):進氣總管,每個氣缸的兩個不同長度的振蕩管,切換軸,功率進氣總管,真空儲壓器,進氣歧管翻板閥。

兩個振蕩管的長度是不同的,這是因為要想達到較高的轉矩輸出需要使用長管,而要想達到較高的功率輸出需要使用短管。切換軸打開和關閉通向功率進氣總管的通道。

進氣短管和長管(功率位置和轉矩位置)之間的切換由開關式翻板來執行。開關式翻板由發動機控制單元J623經進氣歧管翻板閥N316通過真空來操縱。該閥在未通電時,翻板是處于打開狀態的,因此就處于功率位置(短管)。開關式翻板位置如圖2?42所示。

進氣歧管內有一個真空儲壓器(圖2?43),該儲壓器內存儲有用于操縱開關式翻板的真空(負壓)。真空儲壓器內的空氣經單向閥被抽到進氣總管內,于是儲壓器就建立起真空了。

如果這個單向閥損壞了,那么就無法操縱開關式翻板了。

可變進氣歧管的形狀是這樣設計的:它要能在配氣相位、進氣行程和空氣振蕩之間產生一個節拍,這個節拍會使氣缸內的壓力升高,從而使氣缸的充氣更充分(充氣系數或容積效率更高)。

可變進氣歧管的功率位置如圖2?44所示。

發動機轉速從零到約1200r/min時,可變進氣歧管處于功率位置,進氣歧管翻板閥沒有通電。

發動機轉速在約1200r/min到約4000r/min之間,進氣過程一開始就產生的真空波在功率進氣總管內的大功率進氣管終端被反射回來,經過很短時間后作為壓力波又回到進氣門。發動機控制單元給進氣歧管翻板閥通上了電。開關式翻板和大功率進氣管就關閉了。這時氣缸就通過轉矩進氣管直接從進氣總管吸入空氣。

發動機轉速約4000r/min以上時進氣歧管翻板閥沒通電,因而進氣歧管翻板就又回到功率位置。

可變進氣歧管的轉矩位置如圖2?45所示。

2.1.2.7　潤滑系統

機油壓力由一個自吸式偏心機油泵來產生,該機油泵裝在缸體內并由鏈條來驅動。

受安裝位置的限制,吸上來的機油所經過的路程就較長,這對于部件的初始供油是不利的。因此為了保證初始供油,就從機油泵后面的機油儲油腔中來獲取機油。

機油泵從油底殼中抽取機油并將機油加壓后送至機油濾清器?冷卻器模塊,機油在此處被過濾并冷卻后再送到發動機的各個潤滑點。潤滑系統機油流向如圖2?46所示。

機油儲油腔在缸體內,就是機油泵后面的一個空腔。機油儲油腔的容積約為280mL,即使發動機熄火油腔內也仍存有機油。機油儲油腔位置如圖2?47所示。

當機油泵已經安裝到發動機上時,可通過機油泵的維修開口來接觸機油壓力活塞。壓力活塞位置如圖2?48所示。

擰下端蓋螺栓及另一個內部的螺栓,就可以通過這個開口取出機油泵的壓力活塞并檢查其狀態,而不必拆下鏈條傳動機構。

機油濾清器?冷卻器模塊由機油濾清器、機油冷卻器、回流截止閥和濾清器旁通閥組成,它們構成一個整體,如圖2?49所示。該模塊布置在發動機一側,根據發動機安裝位置情況也用作發動機固定支架。

2.1.2.8　冷卻系統

冷卻液由機械式水泵來循環,水泵由多楔帶來驅動。冷卻液循環系統中有9L冷卻液。與3.2L進氣歧管噴射式發動機相比,全部冷卻液量減少了2L,因此發動機可更快地達到正常工作溫度。

循環由膨脹式節溫器來調節。根據車輛情況,可能還集成有一個輔助散熱器10(圖2?50)。止回閥集成在冷卻液循環管路內,它用于阻止冷卻液回流。

V6 FSI發動機使用兩個電動風扇來幫助散熱,風扇由發動機控制單元根據需要來控制。

發動機控制單元J623向散熱風扇控制單元J293發出需要風扇工作的信號,于是J293根據需要的情況來讓一個或兩個風扇獲得供電并工作。

控制單元J293是通過Motronic供電繼電器J271和供電控制單元J519來控制供電的。

在發動機熄火后,風扇控制單元也可將風扇接通。此時風扇是通過30號線連接來接通的。散熱風扇控制原理如圖2?51所示。

1—膨脹罐;2—暖風熱交換器;3—水泵;4—變速器機油冷卻器;5—節溫器;6—機油冷卻器;7,9—止回閥;8—循環泵V55;10—輔助散熱器;11—散熱器

2.1.2.9　燃油供給系統

汽油直噴裝置需要燃燒方式來精確地配合。

燃燒方式的影響因素有(圖2?52):氣缸直徑和行程;活塞頂面的凹坑形狀;氣門直徑和升程;氣門正時;進氣道的幾何形狀;新鮮空氣的充氣系數;噴油閥的特性(噴束錐、噴束角、噴油量、系統壓力、配氣相位);發動機轉速。

優化燃燒方式的一個重要步驟就是弄清燃燒室內的氣流流動特點。吸入的空氣和噴入的燃油的流動特點會對混合氣的形成產生重要的影響。

為了能確定最佳氣流流動方式進而確定活塞形狀,使用了多普勒流速測定方法。用這個方法就可以查明氣流流動特點以及發動機運行時混合氣形成的狀況。

通過這種方法并匹配好噴油閥的特性,就可以使兩側缸體上氣流流動情況以及燃燒室內混合氣形成情況處于良好配合狀態。發動機就可以只工作在均質模式。

低壓燃油系統用于將燃油從油箱中抽出。這時發動機控制單元通過燃油泵控制單元根據需要來讓預供油燃油泵以0.2~0.5MPa的工作壓力來工作。

低壓燃油壓力傳感器G410不斷地將最新的燃油壓力信號提供給發動機控制單元。發動機控制單元將當前的燃油壓力與實際需要的燃油壓力進行對比。如果當前的燃油壓力不能滿足實際需求,發動機控制單元就會給燃油泵控制單元J538發信號,后者隨后會命令預供油燃油泵提高工作壓力。如果實際需要的壓力又降低了,燃油泵的工作壓力也會隨之降低。

壓力保持閥用于在發動機熄火時保持住燃油壓力。如果在交通事故中燃油管破裂,壓力保持閥還可防止燃油溢出。

當燃油壓力達到0.64MPa時,壓力限制閥就會打開,這樣可防止低壓管路內的燃油壓力過高。多余的燃油流入蓄壓罐。燃油供給系統原理如圖2?53所示。

G6—預供油燃油泵;G247—燃油壓力傳感器;G410—低壓燃油壓力傳感器;J538—燃油泵控制單元;J623—發動機控制單元;N276—燃油壓力調節閥

高壓泵在缸蓋上,是一個活塞泵,可產生高達11MPa的燃油壓力。高壓泵由雙凸輪通過一個鏈輪來驅動。雙凸輪通過一個滾子來驅動泵活塞,這個泵活塞在泵內就產生出高壓。高壓泵位置與內部結構如圖2?54所示。