汽油发动机系统内部培训资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,汽油发动机系统(内部培训资料),汽油发动机系统,大众,EA888,第三代发动机,集成式排气歧管（,IAGK,）,缸内直喷,+,歧管喷射,废气涡轮增压,可变升程技术（,AVS,）,2,汽油发动机系统,燃油喷射系统,1,燃油喷射系统,2,空气供给与增压系统,3,发动机集成化与轻量化,4,起停系统,5,混合动力系统,3,燃油喷射系统,缸内多点直喷系统框图,油箱,滤清器,高压油泵,油轨,喷油器,1,喷油器,2,喷油器,3,喷油器,4,轨压传感器,压力调节阀,输油泵控制单元,ECU,电动输油泵,4,燃油喷射系统,大众,2.0TSI,缸内多点直喷系统,(,机械部分）,四方凸轮,轨压传感器,高压燃油泵,喷油器,油箱进油,燃油压力调节阀,凸轮轴,高压油轨,技术优势：更好的雾化和油气混合；缺点：温度高，易产生,NOx,和进气门积碳；,核心部件：集成压力调节阀和限压阀的高压燃油泵、喷孔精确设计的喷油器；,技术趋势：缸内多点直喷是主流，部分仍采用歧管喷射；,汽油机缸内直喷系统,5,燃油喷射系统,大众,EA888,第三代发动机,高压燃油泵,燃油计量阀,高压喷油器,低压喷油器,低压油轨,低压燃油压力传感器,高压油轨,节气门,进气温度传感器,高压系统,低压系统,技术优势：可以弥补缸内直喷的缺陷，减少排放；,核心部件：结构改进的进气歧管、高低压喷油器、高压燃油泵；,设计制造成本增加，该系统并未广泛应用。,缸内直喷,+,歧管喷射,6,燃油喷射系统,进油阀,燃油压力调节阀,限压阀,出油阀,泵柱塞,缓压器,技术要点：,1,、类似,Mprop,的燃油压力调节阀；,2,、精确性和一致性好的限压阀；,目前高压燃油泵大多集成了限压阀和压力调节阀，结构基本固定一致。,高压燃油泵,7,燃油喷射系统,技术要求：孔隙的公差控制；偶件的公差配合；喷油器的一致性；,对结构设计和加工能力要求较高；,目前主流为电磁阀多孔结构，压电式新型结构在部分高端机型上应用。,喷油器,8,燃油喷射系统,滤芯由多孔陶瓷和纸质两种，目前大多采用经过树脂处理的微孔滤纸；,滤芯需要经过打摺、修正、粘合等工艺，确保其性能；,1,、,6-,壳体；,2-,箍圈；,3-,垫片；,4-,滤纸；,5-,弹簧；,7-,支撑管,燃油滤清器,9,燃油喷射系统,分类：滚柱式、齿轮式、叶片式；目前大多采用滚柱式和叶片式；,总成包括泵体、永磁电机、壳体，附加结构有单向阀和卸压阀；,通常内置在油箱内，起到散热和静音作用。,也有采用双级泵系统（叶片,+,滚柱）,电动输油泵,10,汽油发动机系统,空气供给和增压系统,1,燃油喷射系统,2,空气供给与增压系统,3,发动机集成化与轻量化,4,起停系统,5,混合动力系统,11,空气供给和增压系统,涡轮增压系统概览,新鲜空气,节气门,增压空气循环阀,中冷器,进气压力,/,温度传感器,进气压力,/,温度传感器,轨压传感器,缸体,排气歧管,旁通阀电磁阀,旁通阀,涡轮,增压压力限制阀,废气,压力单元,12,空气供给和增压系统,发动机空气进气系统,奥迪,TFSI,纵置发动机,空气进气,废气涡轮增压器,进气歧管,空气滤清器,中冷器,节气门控制单元,增压压力传感器,13,空气供给和增压系统,空气滤清器,TSI 1.4T,空气滤清器,TSI 1.8T,技术要求：过滤效率高、气阻低、兼备除湿和消声功能；,乘用车一般采用单级空气滤清器，经过（酚醛）树脂的浸渍处理；,其它过滤材料包括泡沫塑料和金属网，目前纸滤最多。,空气滤清器,14,空气供给和增压系统,高压燃油泵,进气歧管翻板,进气温度传感器,进气压力传感器,MPI,歧管喷油器,FSI,缸内直喷喷油器,节气门控制单元,进气歧管翻板阀,进气歧管翻板电位计,与发动机进行匹配设计，确定结构和布置；,材料目前采用尼龙工程塑料，如,Nylon 66,，铝合金已经很少。工艺用热熔芯法（第一代）、焊接成型法（第二代）、粘结剂粘合技术（第三代）,新的技术：可变气道长度、可变气道截面、可变谐振效应等。,塑料进气歧管,15,空气供给和增压系统,缸体,缸盖,一体式排气歧管,涡轮外壳,废气泄压阀,一体式脉动消声器,通向中冷器,来自空气滤清器,氧传感器,增压压力调节器,涡轮增压空气循环阀,核心部件：涡轮和压缩叶片、增压压力调节器、废气泄压阀、空气循环阀；,涡轮用银合金（或耐热结构陶瓷）制成，压缩器叶轮用铝合金制成；,重点技术在于涡轮结构和压力、温度控制；目前车用大多采用单涡轮结构；,改进技术：叶片重量及结构优化，可变几何涡轮（翼片、面积），双涡管、双涡轮,废气涡轮增压器,16,空气供给和增压系统,涡轮壳体,涡轮,废气泄压阀（旁通阀）,一体式脉动消声器,压气机叶轮,氧传感器,增压压力调节器,涡轮增压空气循环阀,与缸盖连接的法兰,废气涡轮增压器,17,空气供给和增压系统,空气滤清器,罗茨式机械增压器,增压空气冷却器,进气歧管翻板,罗茨机械增压器,18,空气供给和增压系统,节气门控制单元,隔音板,壳体,转子,皮带轮,驱动装置壳体,带有轴承的转动轴,去耦合元件（,SSI,）,增压空气冷却器,后部转子轴承,同步齿轮,调节翻板控制单元,轴承盖,前部转子轴承,罗茨机械增压器,19,空气供给和增压系统,皮带轮,扭转弹簧,带有轴承的传动轴,输入轴套,输出轴套,同步齿轮,转子,核心部件：转子、壳体；转子采用渐开线扭叶结构，表面涂有特殊材料（如石墨），用滚齿工艺加工成型。目前大多采用四叶片,160,扭转结构。,壳体用镍、铬、硅合金材料制成。与转子之间需要高精度配合以满足增压性能需要。,空间结构设计需要考虑空气流道和声学优化。,壳体,罗茨机械增压器,20,空气供给和增压系统,双叶片式（早期）,三叶片式（常见）,旋转活塞式结构，采用挤压原理，内部无压缩过程；,曲轴驱动转子沿相反方向转动，看似“相互啮合”；,转子与壳体间形成密封空间，叶片带动空气从入口至出口，增压压力由回流产生。,空气入口,转子,1,壳体,转子,2,目前新一代采用四叶片式,罗茨机械增压器工作原理,21,空气供给和增压系统对比,机械增压,涡轮增压,结构,结构紧凑、但配合精度（转子,-,壳体）要求较高，因此生产成本高,结构精度要求不高，但与发动机匹配要求高，安装成本高。,增压能力,消耗部分发动机功率，提升约,46%,的功率。,压缩机压缩空气，提升约,40%,的功率。,驱动方式,发动机曲轴直接驱动,废气驱动涡轮运动,增压特性,全程线性持续增压，无增压迟滞，起步特性好，但需要消耗部分发动机功率，适合中低转速工况。,需在一定转速条件下介入，有增压迟滞，但增压效果明显，爆发力强，适合中高转速工况。,可靠性,寿命短，维护成本高,寿命较机械增压器长，但仍需较高的维护成本。,其它,需要进行降噪音设计，增加设计成本,需要改进涡轮迟滞现象，增加设计成本。,22,空气供给和增压系统,大众,1.4L TSI,双增压发动机,机械增压器,涡轮增压器,机械增压负责起动特性；,涡轮增压负责中高速特性。,一般仅高端机型采用。,机械增压,+,涡轮增压,23,空气供给和增压系统,压缩叶轮,涡轮,机械增压器,进气口,空气滤清器,进气翻板,空气循环阀,节气门,废气出口,混合增压系统,24,空气供给和增压系统,大小两个涡轮并联使用，低速时驱动小涡轮工作，中高速时同时工作，是改善涡轮增压迟滞的技术手段之一。,高端机型应用，家用车很少安装。,双涡轮增压,25,空气供给和增压系统,叶片槽式调节器,大多采用液力驱动，利用凸轮轴角度的切换来改变气门正时。,电磁驱动式应用在高端机型上（如奥迪,AVS,）。,可变气门正时系统,26,空气供给和增压系统,凸轮轴型线设计：高低角度凸轮。,摇臂锁和分离系统控制。,可变气门升程系统,27,空气供给和增压系统,主要由旋转阀、电位计、减速齿轮、直流电动机组成,通过电位测量来控制阀门开度，进而控制废气循环量,电位计包含测量膜片和滑片，通过闭环系统控制旋转阀开关。,EGR,废气循环系统,28,汽油发动机系统,发动机集成化与轻量化,1,燃油喷射系统,2,空气供给与增压系统,3,发动机集成化与轻量化,4,起停系统,5,混合动力系统,29,发动机集成化与轻量化,冷起动时冷却液由废气加热，,发动机更快达到运行温度；,催化器预热速度更快；,全负荷工作时冷却液强制润滑排气歧管，扩大,工作范围,大众,1.4L TSI,发动机（,EA211,）,集成排气歧管,IAGK,30,发动机集成化与轻量化,大众,1.4L TSI,发动机（,EA211,）,铝合金材质。,镶铸铁钢套。,缸体材质轻量化,31,发动机集成化与轻量化,对传统的,8,块配重结构进行优化设计，去掉了其中的,4,块配重。,大众,1.4L TSI,发动机（,EA211,）,曲轴轻量化,32,发动机集成化与轻量化,将气门室盖和凸轮轴盖集成，与凸轮轴一起形成凸轮轴壳体总成，减轻整体重量。维护时需要整体更换，成本较高。,大众,1.4L TSI,发动机（,EA211,）,集成气门室盖,33,汽油发动机系统,起停系统,1,燃油喷射系统,2,空气供给与增压系统,3,发动机集成化与轻量化,4,起停系统,5,混合动力系统,34,起停系统,分离式启停系统,35,起停系统,发电机,起动机,起动机核心部件：直流电动机、传动机构、电磁开关,发电机核心部件：转子、定子、整流器、电压调节器等,加强型起动机与发电机,36,汽油发动机系统,混合动力系统,1,燃油喷射系统,2,空气供给与增压系统,3,发动机集成化与轻量化,4,起停系统,5,混合动力系统,37,混合动力系统,丰田,HV,蓄电池）（,Camery,）,电池和传感器,38,混合动力系统,本田,i-MMD,混合动力系统,包含引擎驱动、混合驱动和纯电动三种驱动模式；针对不同的工况进行切换。,不同驱动模式,39,汽油发动机机系统,THANKS FOR ATTENTION!,40,