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剖析新款奥迪A6轿车V6汽油发动机新技能(一)
来历:轿车修理与保养  作者:佚名  2014-01-07 08:17:43

    2004年奥迪公司在原有V型汽油机系列的根底上开发了两款用于新式奥迪A6轿车上的全新V6汽油机,其间V6-3.2L-4V-FSI直喷式汽油机是新式缸内燃油分层直接喷发式(FSI)汽油机系列的第一款V6代表机型,它是侧重满意奥迪品牌轿车的运动型动力功用要求的尖端V6机型,而新式V6-2.4L-4V-MPI多点气门口喷发(MPI)汽油机是与上述机型同步开发的一款以舒适性为方针的根本机型,实际上是原有2.4L-5V-MPI汽油机的改进型。2006年奥迪公司又推出了选用奥迪可变气门升程体系和可调机油泵的第一款代替机型V6-2.8L-FSI。2008年奥迪公司再次推出的V6-3.0L-TFSI机型是奥迪首款增压直喷式汽油机,使得V6汽油机系列动力总成的种类向更高的功率扩展,进一步凸现了奥迪轿车运动型动力功用的品牌特征。本文将别离对V6-3.2L-4V-FSI燃油分层直接喷发汽油机、V6-2.4L-4V-MPI多点气门口喷发汽油机、V6-3.0L-TFSI增压直喷式汽油机的结构和功用进行要点具体介绍。

    一、V6-3 . 2 L-4V- F S I燃油分层直接喷发汽油机

    新式V6-4V汽油机(包含3.2L-FSI和2.4L-MPI两种机型)的开发方针是:①高模块化程度;②紧凑的结构型式;③制作和装置办法的高度通用性;④汽油机能够完成缸内燃油分层直接喷发(FSI)和多点气门口喷发(MR)焚烧进程;⑤能够满意全球当今和未来的法规要求;⑥便于保护保养;⑦具有进一步开发的潜力;⑧高的扭矩和功率水平;⑨低的燃油耗费;⑩在具有微弱动力功用的一起满意高舒适性的要求。
    新式V6-3.2L-4V-FS}直喷式汽油机(图1)的首要技能数据如表1所示。它被运用于新式A6轿车上,并为前桥驱动和全轮驱动车型装备手动变速器,而无级主动变速器则只用于前桥驱动车型,六挡变速器装备全轮驱动车型。与其同步开发的是V6-2.4L-4V-MPI多点气门口喷发汽油机。


    1.根底发动机
    (1)汽缸体曲轴箱
    90° V形夹角的汽缸体曲轴箱(图2)是从曲轴中心平面剖分的,并选用了床板型底座结构规划计划。汽缸直径84.5mm,缸心距90mm,汽缸体曲轴箱总生长360mm,宽430mm,外形尺寸十分紧凑。

    汽缸体曲轴箱总成的上半部分是选用AISi17Cu4Mg过共晶铝合金的低压金属模铸造的全体铸件。这种结构的特点是具有高的静态和动态强度、十分小的汽缸变形和杰出的焚烧室散热。因为没有汽缸套,因而能完成十分窄的汽缸鼻梁宽度(5.5mm),并且汽缸鼻梁中有冷却水套冷却,这样就使得汽缸周围能取得尽或许均匀的温度散布。
    铝汽缸作业外表的终究机械加工选用了分三次晰磨和时效处理工艺。首要从环保观念动身,与迄今为止一般选用氢氧化钠溶液进行时效处理的工艺比较,这种生产工艺极大地改进了环境,一起也显着进步了随后汽缸作业外表机械加工的生产工艺安全可靠性。
    床板型底座由AISi9Cu3铝合金压铸而成,并镶铸GJS50球墨铸铁轴承桥予以加强,床板型底座中的首要力线就经过这些轴承桥传递,并且这些镶铸件也有助于下降在零件温度较高情况下主轴承的空隙。

    汽缸体曲轴箱装置总成的分量为33kg,这关于发动机所完成的升功率而言是十分轻的,可是其承载才干仍为例如选用增压或许进一步进步发动机功率留有储藏。经过选用床板型底座结构型式所到达的纵向和横向刚度还为有助于机组在轿车上接受极点的振荡情况。

    (2)曲柄连杆组织
    与老机型V6-3L-5V汽油机比较,V6-3.2L-4V-FSI直喷式汽油机曲轴(图3)的曲柄臂加宽了1mm,相同连杆轴颈的直径也从54 mm加大到56mm,以使连杆轴颈具有较大的堆叠度,为进步刚度所采纳的这些办法有助于改进曲柄连杆组织的声学和动态功用。

    因为连杆资料从C70碳钢改换为33MnVS4合金钢及其相应的结结构型优化,首要大大削减了连杆的旋转质量,并且因新资料具有较高的强度,使得细长的连杆体能可靠地传递较大的汽缸燃气压力。
    专门为新的FSI焚烧进程匹配的锻压活塞的分量比老机型的活塞稍有添加,但正好被连杆质量的减轻相抵消,这样就整个曲柄连杆组织而言,与老机型V6-3L-5V汽油机比较,其运动质量乃至还有所削减。活塞裙部涂有含铁的耐磨涂层。

    曲柄连杆组织经过上述这些优化办法能使发动机转速高达7200r/min。

    (3)平衡轴
    90° V形夹角的V6发动机的惯性力能够彻底被平衡,可是惯性力矩却有必要采纳附加办法才干予以平衡。这也适用于现在这种连杆轴颈错开(30°错位)的结构型式,它可取得120°均匀的焚烧次第,此刻最重要的首要是一级惯性力矩。为了能满意进步的舒适性要求,选用了附加的质量平衡轴(图3)。在V形发动机系列中,这种新的V6机型将平衡轴集成在汽缸体曲轴箱的V形夹角内,不管是对平衡功用仍是充分利用结构空间而言都是最佳的。
    (4)汽缸盖
    该机型的汽缸盖(图4)是由已为人们所了解的直列4缸2.0L-FSI直喷式汽油机的四气门铝合金汽缸盖经过改进规划而成的。不管是2.4L-4V-MPI多点气门口喷发汽油机仍是3.2L-4V-FSI直喷式汽油机的汽缸盖都是用相同的金属模铸造的,而其间焚烧室和进气道的型芯作了相应的改变,汽缸垫的规划也依据汽缸直径和配气传动组织方面的改变作了相应的调整。汽缸盖上的凸轮轴轴承盖选用压铸铝合金的全体式框架结构,有助于进步汽缸盖的刚度。汽缸盖端面传动链模块和进排气凸轮轴相位调理器的机油供给与汽缸盖上的凸轮轴轴承和气门液压元件的机油供给是互相互相分隔的,因而汽缸盖中的机油压力可被节省,一起也改进了机油供给对凸轮轴相位调理器的影响。真空泵和高压燃油泵由装置式凸轮轴传动。

借助于电装(Denso)公司的可换向电动机来完成凸轮轴相位的调理,这种电动机分量优化的转子和定子是用铝制成的。绷簧力效果的密封元件承担着进排气凸轮轴相位调理器中各自4个压力室的径向密封。为了完成起动时确认的配气相位,在建立起所必需的发动机机油压力之前,凸轮轴相位调理器是被绷簧力效果的差动销机械确定的。
    (5)配气传动组织和机油泵与平衡轴传动组织
    在链传动组织不同安置计划进行广泛的模仿和先期实验的根底上,特别是从整机观念动身,决议选用安置在飞轮侧的由4部分链传动组合的型式,并且与此相似的链传动型式早已在V8-4V-TDI和V6-TDI直喷式柴油机以及V8-5V汽油机上运用过。
    如图5所示,该机型的配气传动组织由两级链传动A, B和C组成。凸轮轴是由曲轴用一条简易的3/8套筒链经过两个中心轴传动的,至汽缸盖凸轮轴的传动比取决于中心轴上的中心齿轮A、B和C链传动均选用集成止回阀的液压链张紧器作为链张紧设备。

    机油泵和平衡轴则是经过传动链D来传动的。机油泵的转速由链传动来匹配,相同平衡轴的反向旋转也是经过链传动来完成的。因为该链传动组织中的动态负荷较小,因而选用简易的机械张紧器,这是关于冲突和本钱而言均是最佳的处理计划,一起选用简易的滚柱链,不管在冲突和声学方面都具有优势。

    (6)机油循环回路和曲轴箱通风
    选用装置在油底壳中的机油泵来完成压力循环光滑,并选用0W30商标机油作为光滑剂,因而换油周期高达30000km。
    机油泵是内齿轮泵,并带有前置式机油滤网和冷起动阀,而冷起动阀是被用于作为在低环境温度下冷态作业期间机油冷却器和机油滤清器的过载保护设备。在上述介绍的传动链D组织中的机油泵传动链轮经过一根插接轴以i=0.86的传动比驱动机油泵。
    紧凑的机油循环回路示于图6。机油滤清器模块坐落发动机后端上方,便于滤芯的替换。

    经过滤清的清洁机油从主油道动身,别离经过两列汽缸体中两条互相分隔的向上油道供给给运用机油的部位。其间一条向上的油道将机油供给给气门液压挺柱和凸轮轴轴承,另一条向上的油道则为链传动模块中的链条导轨和张紧器以及两个凸轮轴相位调理器供给压力机油。凸轮轴相位调理器和链条张紧器动态作业所发生的机油压力动摇彻底可由汽缸盖中的机油道所吸收。在轿车行进中,机油温度和实时的机油液面方位由油底壳下半部中的热机油状况传感器来操控。

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