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大众途锐用的全新V6发动机到底有什么不一样?(下)

时间:2022-03-23 20:40:13

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大众途锐用的全新V6发动机到底有什么不一样?(下)

今天咱们继续讲解EA839发动机的涡轮增压器、冷却系统、燃油直喷系统和润滑系统。

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涡轮增压器

EA839发动机使用了1个双涡流涡轮增压器(图13),两列气缸的废气会分别进入涡轮增压器壳体,这样可以防止低转速时排气气流相互干扰,从而使涡轮增压器的转速更高、变化更均匀(图14)。增压器放置于发动机V形槽中,气体通道非常短,因此也降低了流量损失。

图13 双涡流涡轮增压器

图14 排气流通道

经过涡轮增压器压缩的空气,会通过2个平行排列的增压空气冷却器进行冷却(图15)。节气门上游的增压压力传感器会测量当前的进气压力和温度。发动机控制单元就会通过脉冲宽度调制信号(PWM)控制电控气动压力转换器(图16),从而根据所需的增压压力开启或关闭废气旁通阀。

图15 增压空气的走向

图16 电控气动压力转换器位置

如果驾驶员突然松开油门踏板,涡轮增压器由于惯性作用将在一段时间内继续生成增压压力,此压力可能会导致进气道中发出噪声,也可能由于节气门的反射而冲击涡轮增压器,影响再次加速时的涡轮增压器响应能力。为了避免这些影响,在涡轮增压器上还集成了一个空气循环阀(图17),可以在涡轮增压器的进气侧和压力侧之间短暂打开一个通路。

图17 空气循环阀

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冷却系统

为了让发动机尽快达到工作温度,新款EA839发动机采用了新一代热量管理系统,将许多管路整合到了发动机的铸件中,因此整个冷却系统的压力损失显著降低。冷却系统循环示意图如图18所示,冷却液泵将冷却液输送到发动机的左侧和右侧,再进入气缸体和气缸盖的冷却回路中。涡轮增压器、机油冷却器和变速器油冷却器也整合在气缸盖回路中。

1.暖风散热器2.节温器(用于自动变速器油冷却器)

3.冷却液持续运行泵4.自动变速器油冷却器

5.冷却液膨胀水箱6.止回阀7.气缸列2的气缸体

8.气缸列2的气缸盖9.节流阀10.附加冷却液散热器

11.冷却液散热器12.散热器风扇13.冷却液泵

14.电控加热式节温器15.排气口处的冷却液温度传感器

16.冷却液温度传感器17.冷却液切断阀

18.废气涡轮增压器19.用于控制发动机温度的温度传感器

20.机油冷却器21.散热器出口处的冷却液温度传感器

22.气缸列1的气缸盖23.冷却液循环泵

图18 冷却系统循环示意图

冷却液泵位于发动机的前端,始终通过聚合材料制成的皮带驱动,但是在皮带轮和泵轮之间安装有滑套,必要时可以完全切断两者之间的连接,不再为冷却系统提供循环流量(图19)。滑套由发动机控制单元通过真空控制。

图19 冷却液泵

冷却液切断阀安装在气缸列2的缸盖前部(图20),它可以切断气缸体的冷却液流量,使冷却液只流过气缸盖,以便发动机快速预热。其内部结构为机械旋转式活塞阀,在未启用时,阀芯在弹簧力作用下保持打开;在启用时,发动机控制单元通过真空单元将阀芯旋转90°。

图20 切断阀安装位置

图21 切断阀工作原理

电控加热式节温器安装在气缸体前部(图22),它控制所有冷却液在小回路与大回路间转换。发动机控制单元会根据排气口处的冷却液温度传感器的反馈,来控制节温器蜡芯中的加热元件,从而控制节温器的工作(图23)。在部分负载时,将冷却液保持在105℃,以便减少发动机的内部摩擦;而当发动机负荷较高时,冷却液温度调整为90℃。

图22 节温器安装位置

图23 节温器工作原理

在新款EA839发动机中还使用了2个辅助冷却液泵,来实现最佳的温度平衡。这2个冷却液泵均是通过发动机控制单元的PWM信号控制,因此可以对泵的转速进行调节。其中,冷却液持续运行泵用于发动机关闭后继续为冷却系统提供散热流量,此时散热器电子扇也同时运行。此外,该辅助泵也可以在主水泵流量不足时(例如怠速时)提供额外的支持。而冷却液循环泵则是根据空调控制单元的请求工作。这2个泵完全相同,通过螺栓安装到发动机后部气缸列1的链条箱盖上(图24)。

图24 辅助泵的安装位置

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燃油直喷系统

供油系统的低压部分使用了三相交流燃油泵,根据发动机的运行状态,低压燃油泵的输出压力可以在300~550kPa之间变化,而集成在供油模块内的压力控制阀的最高限制压力为670kPa。燃油低压传感器位于气缸列1上的燃油高压泵附近。高压燃油泵由气缸列1排气凸轮轴上的三段式凸轮驱动,高压燃油泵上的油量控制阀可以将燃油压力控制在8~25MPa之间(图25)。

图25 燃油直喷系统结构图

高压喷油器位于气缸盖的中央位置,与火花塞相邻,以便优化混合气的燃烧(图26)。高压喷油器采用7孔设计,启动电压约为65V,可根据发动机运行状态提供高精度的单次或多次喷射。在三元催化器加热阶段,喷油器会在进气冲程喷油2次,在压缩冲程喷油1次;在工作温度下怠速时,喷油器只在进气冲程喷油1次;在其他工况下,可能会根据发动机负荷在进气冲程喷油1~3次。

图26 高压喷油器所在位置

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润滑系统

机油泵由发动机曲轴前端的链轮驱动,链条套筒直径为7mm。该链条由聚酰胺叶片弹簧张紧,并没有采用液压张紧器,这一设计更为简单、坚固,成本也更低廉,还可以减少机油循环量。机油泵为变排量设计,发动机控制单元根据转速、负荷、温度及各系统润滑需求等计算所需的机油压力,然后通过PWM信号控制泵中调节环的位置,从而改变供油压力和流量(图27)。

图27 润滑油路图

机油滤清器模块安装在发动机V形缸体中间,因此更便于维修。模块中包含了止回阀、放油阀和旁通阀(图28)。止回阀用于阻止涡轮增压器中的机油在发动机关闭后回流,以便在发动机再次起动时,更快地为增压器润滑点提供所需的机油压力。放油阀用于更换滤芯时让机油从机油滤清器模块回流油底壳。旁通阀的设计开启压力约为250kPa(相对压力)。

图28 机油滤清器模块结构

在机油滤清器模块旁边还设有一个机油冷却器,但实际上在发动机的大部分工作范围中机油并不需要冷却。为此,该机油冷却器上游安装有一个节温器,用于关闭和打开通往机油冷却器的通道(图19)。该节温器在大约110℃时开始打开,在度大约125℃时开度达到最大值。当机油不经过冷却器时,回路中的压力损失将降低,冷起动时也可以缩短热车时间。

图29 机油冷却器

好了,关于EA839发动机的主要知识点就讲完了,如果各位朋友觉得有所收获,还请大家帮忙点个赞,如果能再转发一下,让更多的朋友看到,那就更好了。

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