奥迪Q7发动机系统培训

奥迪Q7发动机系统培训4.2升FSI发动机RS4-4.2升FSI发动机AUDI直喷发动机发展历程Audi品牌的新型V型系列发动机家族以其90°气缸倾角和90mm气缸间距的工艺而独树一帜。继本系列第一代产品3.2升V6FSI发动机之后，Audi又相继推出4.2升V8FSI发动机。该发动机在供货时有两种款式可供选择，一款是舒适型基本配置(首次使用在AudiQ7上)，另一款则是为新款RS4设计的高转速运动型发动机。此外，Audi还可提供这一家族中的另一杰作－5.2升排量的V10发动机。奥迪Q7发动机技术说明：–汽油直接喷射–燃油均化平顺运行–带液压间隙调整的辊式拉杆–凸轮轴和辅助机组飞轮侧的链式传动装置–进排气凸轮轴的无级凸轮轴调节–两段式镁合金可变长度的进气管及内置混合气充填移动阀(RS4除外)–电子油门–欧洲废气排放标准EUIV/LEVII基本型发动机与高转速发动机的主要技术差别表现在以下几方面：–曲柄传动机构–控制机构–气缸盖–机油供给–发动机冷却–进气轨道–排气装置–发动机管理系统扭矩/功率特性曲线技术数据*装有自动变速器**手动变速器（包括离合器和双质量飞轮）曲柄传动机构－汽缸体气缸曲轴箱采用铝硅合金低压冷硬浇铸，气缸曲轴箱经过特殊热处理。气缸运行道表面经机械去涂层处理。–气缸间距:90mm–气缸床位错：18,5mm–发动机结构长度:464mm–气缸体高度：228mm曲柄传动机构－汽缸体气缸曲轴箱下半部分（床板轴承横梁）由铝金属制成，带浇铸式GGG50主轴承盖。它用定心销定位，用液态密封剂密封后与气缸曲轴箱螺栓连接。主轴承通过四颗螺栓对称地相对主轴承中线紧固。床板的构造使得机械结构十分稳固，它的稳定作用与阶梯框架相同。发动机机械结构曲轴曲轴带5个轴承，由高级合金钢制成(42CrMoS4)。曲拐呈90°并无曲柄轴径偏移。减震器是一种硫化结构的不平衡单质减震器。–主轴承:Ø65mm–主轴承宽度:18.5mm–连杆轴承:Ø54mm–连杆轴承宽度:15.25mm连杆结构基本型发动机使用的是36MnVS4材料制成的裂化连杆。为求牢固，在RS4发动机中传统的分离式连杆则采用CrNiMo8材料制成。此外，高转速发动机连杆在几何结构上作了相应的适配并降低了公差。–轴颈：:Ø54mm–轴瓦：厚1.4mm宽15.25mm–轴套长度：对接轧边Ø20mm–连杆长度：154mm在裂化时，连杆通过一个工具从一个做好标记的规定断裂部位分离。在由此产生的不易混淆的断裂面上给出两部分之间精确的接缝精度。活塞特点为了保证强度，使用的是结构重量比普通活塞稍重的锻造活塞。这两种发动机的活塞几何结构相同。–活塞重量:(不包括环)大约290g–活塞销：Ø20mmxØ11.5mmx40mm曲轴箱排气装置排风管加热器排风管曲轴箱通风旁通阀油气分离器限压阀止回阀机油油气分离器的功能发动机机械结构－链式传动机构发动机机械结构－辅助机组驱动机油泵、水泵、转向助力泵以及压缩机由链传动D驱动。链条驱动装置直接由曲轴驱动，并通过一个中间齿轮转变方向后带动齿轮模块上的链轮。空调压缩机传动链D齿轮模组油泵转向助力泵水泵发动机机械结构汽缸盖锻造凸轮轴曲轴箱排气管气门罩主要技术数据–铝制气缸盖；–FSI横置设计的涡流进气道；–火花塞中央排置的四气门技术；–进气门：镀铬实心气门；–排气门：充钠镀铬中空气门；–气门冲程11MM；–轻质及小摩擦气门机构，通过液压间隙调整机构的辊轮拉杆操纵气门，气门弹簧简单；–气缸盖各带两个铸件凸轮轴，驱动通过液压式回转电机；–气门开启度进气200°KW；–气门开启度排气210°KW；–凸轮调节范围为42°KW；–在发动机静止时，采用止动销锁定调节器；进气位在前，排气位在后；–排气调节器回位弹簧；–“内部废气再循环”采用相应的气门重叠进行。技术上，该气缸盖在著名的Audi四气门FSI缸盖的基础上进行了扩展。高转速发动机上的区别为保证大功率和高转速，气缸盖在以下部件上作了改动：对进气通道进行气体充填优化处理(截面增大)；进气门为镀铬中空气门(重量减轻)；气门弹簧采用抗拉强度高的材料制成并具备高弹性；为保证大容量燃油需求，喷油阀为大流量设计；辊轮拉杆的轮子冲压设计更为坚固耐用；凸轮轴的配气相位不同，开口长度较大；气门开启角度进气230°；气门开启度排气220°；VR6发动机沿用了气门间隙补偿元件。该元件具有较大的球型冲程，在试验过程中被证实更适用于高速发动机（关键在于：液压气门间隙补偿元件的完全填充）；气缸盖有一个改良过的水套，该水套向进气通道和喷；油阀之间部分供应冷却液，以降低气缸盖燃烧室板的温度；鉴于凸轮轴传动比的变化，在基本型发动机上用于链传动的的凸轮轴调节器由30齿改为25齿。汽缸盖链条驱动机构带回位弹簧的排气凸轮轴调节器进气凸轮轴调节器凸轮轴机构凸轮轴调节器按众所周知的液压摇臂发动机工作原理工作。进、排气凸轮轴调整角度均可达42度。转子和定子均由铝制造。四个压力腔均由弹簧加载的密封元件进行径向密封。调节器需被锁止于确定位置直到发动机起动并且建立起所规定的油压。锁止位置在“滞后位置”。进气凸轮轴调节器锁止无间隙。排气凸轮轴调节器有一有限的间隙以便于可能使其可以安全地离开锁止位置。一个回位弹簧使调节器回到“提前位置”。当发动机关闭后，调节器进入滞后位置，回位弹簧处于受力状态。机油循环系统机油泵的说明——对于8缸发动机而言，50L/分钟（7000转/分钟）的供油能力，是保持发动机润滑的基本条件。链条涨紧器虑清器机油调压阀机油冷却器恒温器机油冷却器机油泵机油泵虑清器单元机油回流高压机油底部过滤器密封盖虑芯高压机油输出ENGINE油底壳AUDIRS4技术在Q7上的运用对于运动型车辆来说，最重要的是在任何行驶状况下都能保证机油供应。为参加赛事，曾为高转速发动机的机油供给设计过最大为1.4g的横向加速。为了确保这一点，RS4的油底壳上装备了一个附加的阀门系统。ENGINE油底壳向弯道外侧作用的离心力阀门关闭（机油被截留）阀门开启（机油涌向间隔腔）在一个壳体内安置了4个阀门，它们的旋转轴与车辆的纵轴平行。阀门都朝油泵吸入部分的内侧开启。机油循环系统示意图启动压力的快速建立基础条件——1、止回阀门系统2、凸轮调整机构的独立供油通道3、流量测试基础信息4、对凸轮轴调整机构的油压间接测量机油润滑系统关断阀当有不规律的阀门噪音【主要集中在气门调整机构上】，且此噪音在长途行驶后消失而在短途行驶时总是重复出现，则必须更新机油关断阀。图示说明——1－机油关断阀2－喷嘴阀机油关断阀喷嘴阀机油压力及压力开关标准机油压力值：怠速运转时的机油压力：至少1.2bar。2000rpm时的机油压力：至少3.0bar。AUDIQ7的冷却循环系统新款V8发动机冷却循环的设计思想为纵向交流冷却。冷却液从排气侧注入并经由气缸盖密封流入气缸盖，在那里纵向通过链轮顶盖流出。通过改进横截面，冷却水通道钻入凸棱，从而使得气缸凸棱的冷却得到改善。由于进气门始终处在高功率密度的强负载下，因此高转速发动机在两个进气门之间还具备V形强制流通孔。补偿罐暖风热交换器冷却液泵发电机机油冷却器恒温器冷凝器ECT传感器冷却风扇控制冷却液泵和恒温器图示说明——1－壳体2水泵冷却液泵和恒温器F265－受特性线控制的发动机冷却装置的节温器AudiQ74.2FSI发动机进气系统热膜式空气流量计热膜式空气流量计进气转换阀节气门进气管风门进气管风门工作原理Q7和RS4的发动机的进气管风门与进气转换管一样受特性曲线控制，两种发动机的进气管风门同样在低负载和低转速范围时被激活。它们相对气缸盖中的气道分离板运行，并由此关闭进气道的下半部分，被吸入的气流因而涌入气道的上半部分并在气缸中形成一种翻滚状的充气运动。进气管风门未被激活时呈开启状，整个气道截面畅通。一个气缸床的所有风门都被固定在一根共同的轴上。在Q7的基本型发动机中，进气管风门受一个电子促动器的控制。每个气缸床中所有进气管风门的位置都由一个霍尔传感器监控。在高转速发动机中，进气管风门的开关各通过气缸床的真空执行元件进行。这里风门位置的反馈信息也由霍尔传感器提供。发动机进气系统——可变长度进气【本图示例为3.2L发动机，原理相同】进气道可在无噪音的情况下进行转换，它有两种工作状态-短进气道和长进气道-分别用于功率和扭矩输出。进气道的转换由电磁阀控制。管路可由弹簧控制使其返回原始位置。真空蓄能器集成在该系统中并可提供相应的真空。压力和温度双功能传感器及通风系统的压力调节阀均安装在进气管上。为实现纵向调节进气管，使用了两个选档杆。两个选档杆通过一套齿轮相连。塑料翻板配有导流部分，可以改善空气流动。翻板上有弹性挤压层以防止泄露/发动机通过霍尔传感器持续地监测进气翻板的位置发动机进气系统——可变长度进气发动机进气系统——可变长度进气气缸盖内的进气道被一个优质钢片水平分成两部分。通过位于前部的进气管翻板可以关闭下部的进气道，于是就可以提高气流密度并会在燃烧室内使空气柱产生滚动（波动）,从而可使得燃油-空气混合气产生最佳的涡流运动。为了减少气流损失，进气管翻板是偏心安装的，这样就可保证翻板在打开位置可与气道壁合为一体。进气管翻板的双级调节是用真空来实现的，回位是通过弹簧力实现的。在静止位置，进气管翻板通过弹簧力关闭进气管风门工作原理－RS4AudiRS4的真空软管连接二次空气组合阀空滤空滤自动球阀组合阀真空罐N80碳罐N335MAF引流泵/阀进气管N316执行器二次空气阀N112止回阀制动真空泵V192真空罐G294J569二次空气泵继电器J299燃油箱排气风门N321AudiQ7的真空软管连接制动真空泵V192蒸发箱排气阀二次空气泵带止回阀的引流泵组合阀空滤制动助力器G294J569二次空气喷射继电器J299燃油蒸汽系统AudiQ7/RS4的燃油系统Q7燃油系统与C6相同，唯一区别就是具有两个高压油泵。高压油泵2高压油泵1低压燃油传感器G410泄油管燃油滤清器溢流阀高压油轨2高压传感器G2475-8缸燃油滤清器低压油泵发动机燃油喷射系统——示意图燃料供给系统可分为部分，即高压和低压系统。燃油被输送在高压下从高压泵到喷嘴。在油箱中的电动油泵和高压泵之间及回油管间的是低压油。发动机燃油喷射系统——低压部分低压系统是一个按需调整的系统。电动泵的电量消耗是由执行电子元件通过脉宽调制的。从发动机到执行电子元件的信号也是脉宽调制的。没有燃油回油管。低压传感器N410使内部燃油压力保持在4bar。预压力在下面几种情况下必须增至2baar：当发动机停止工作（电动泵后工作）；在发动机起动前（电动泵前工作）；当点火打开或驾驶员车门开关接合；当起动发动机且发动机起动时间达到5秒；当发动机热机起动以防止汽泡产生。发动机燃油喷射系统——低压部分发动机燃油喷射系统——高压部分高压系统由下列元件组成：高压燃油分配板，集成在进气管法兰上，带有压力传感器和压力控制阀高压喷射泵高压油路高压喷嘴。发动机燃油喷射系统——高压泵单活塞高压泵由日立公司制造。在右侧气缸进气凸轮轴后端通过一个三角凸轮轴驱动，可产生20-120bar的燃油压力。根据标定值燃油压力由流量控制阀N290控制。由燃油压力传感器G247来监测此处的燃油压力。该泵无泄荷管路，但在内部将受控燃油输入回供油端。泵内集成了一个低压燃油传感器G410。这是一个按需要调整的高压泵。这意味着只将发动机脉谱图中规定的燃油量输送给高压轨道。与连续高压供油系统相比，该系统可减少所需驱动动力。只是实际需要的油会补输入给系统。发动机燃油喷射系统——高压泵进油进油冲程出口在进油冲程，在活塞弹簧力的作用下，活塞向下移动。内部空间增大使燃油进入油泵内部。流量控制阀使低压阀保持在打开状态。流量控制阀处于断电状态。发动机燃油喷射系统——高压泵有效冲程有效冲程在有效冲程，凸轮使泵活塞向上移动。但因油控制阀处于断电状态而导致低压进油阀无法关闭。因此，压力依然无法建立。发动机燃油喷射系统——高压泵压缩行程建压冲程在建压冲程，发动机控制单元为流量控制阀提供电流。衔铁被磁场吸引，泵内的油压使低压阀回至其阀