現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)第5-6章課件

1、第5章缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)第6章電控液力自動(dòng)變速器第5章缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)5.1工作原理及特點(diǎn)5.2基本結(jié)構(gòu)組成5.3大眾公司缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)3.2FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的組成如圖5-27所示，分為低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)兩部分。2.0T FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，包含排氣歧管和渦輪增壓器殼體，如圖5-34所示。這種模塊式結(jié)構(gòu)方便拆裝排氣歧管以及連接靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器，既可以用在縱向布置的各種驅(qū)動(dòng)形式上，也可以用于橫向布置的各種驅(qū)動(dòng)形式上。第5章缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)1.4TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的MED9.5.10型電控系統(tǒng)是在MED7.1.1型電控系統(tǒng)(參見圖5-5)的基礎(chǔ)

2、上改進(jìn)而來的。由于采用了32位微處理器和新的印制電路板布置，使MED9.5.10型ECU具有更高的運(yùn)算能力。第5章缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)1.4TSI汽油機(jī)也采用與FSI自然吸氣汽油機(jī)一樣的高壓噴油起動(dòng)。當(dāng)燃油系統(tǒng)中的壓力達(dá)到大約2.5MPa時(shí)，才開始進(jìn)行第一次噴油，因此即使發(fā)動(dòng)機(jī)尚處于冷態(tài)，但由于其已經(jīng)具有良好的混合氣準(zhǔn)備，只需要較少的噴油量就能順利起動(dòng)，從而獲得了較低的原始排放。采用二次噴射能迅速加熱催化轉(zhuǎn)化器，在廢氣渦輪增壓器與催化轉(zhuǎn)化器之間的排氣連接管采用空氣隙絕熱的雙層排氣管，部分補(bǔ)償了通過廢氣渦輪增壓器的溫度損失。綜合上述各種降低排放的措施，1.4TSI汽油機(jī)能夠可靠而低成本地達(dá)到歐排放標(biāo)

3、準(zhǔn)要求。5.1工作原理及特點(diǎn)5.1.1稀薄燃燒5.1.2結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)5.1工作原理及特點(diǎn)圖5-1汽油缸內(nèi)直接噴射5.1.1稀薄燃燒1.進(jìn)氣道噴射分層稀薄燃燒2.缸內(nèi)直噴稀薄燃燒1.進(jìn)氣道噴射分層稀薄燃燒2.缸內(nèi)直噴稀薄燃燒(1)混合氣的分層缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)依靠燃燒室形狀、氣流運(yùn)動(dòng)和噴霧形態(tài)的相互配合形成所需要的分層混合氣。(2)缸內(nèi)流場在進(jìn)氣行程和壓縮行程中缸內(nèi)瞬時(shí)流場的組織是缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵，用來產(chǎn)生混合氣分層的缸內(nèi)流場主要有進(jìn)氣滾流和進(jìn)氣渦流兩種。(3)噴油器與火花塞的相對位置對于缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，不但需要從宏觀上對燃油噴束、氣流運(yùn)動(dòng)和燃燒室形狀三者進(jìn)行優(yōu)化匹配，而且需要對噴油器

4、和火花塞之間的空間相對位置、噴油正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)等細(xì)節(jié)進(jìn)行充分的研究。(4)混合氣控制策略典型的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣控制策略如圖5-3所示。(1)混合氣的分層缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)依靠燃燒室形狀、氣流運(yùn)動(dòng)和噴霧形態(tài)的相互配合形成所需要的分層混合氣。1)噴射油束引導(dǎo)。2)壁面引導(dǎo)。3)氣流引導(dǎo)。(1)混合氣的分層缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)依靠燃燒室形狀、氣流運(yùn)動(dòng)和噴霧形態(tài)的相互配合形成所需要的分層混合氣。圖5-2分層混合氣形成的三種形式1)噴射油束引導(dǎo)。2)壁面引導(dǎo)。3)氣流引導(dǎo)。(2)缸內(nèi)流場在進(jìn)氣行程和壓縮行程中缸內(nèi)瞬時(shí)流場的組織是缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵，用來產(chǎn)生混合氣分層的缸內(nèi)流場主要有進(jìn)氣滾流和進(jìn)氣渦流

5、兩種。(3)噴油器與火花塞的相對位置對于缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，不但需要從宏觀上對燃油噴束、氣流運(yùn)動(dòng)和燃燒室形狀三者進(jìn)行優(yōu)化匹配，而且需要對噴油器和火花塞之間的空間相對位置、噴油正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)等細(xì)節(jié)進(jìn)行充分的研究。圖5-3典型的混合氣控制策略(4)混合氣控制策略典型的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣控制策略如圖5-3所示。5.1.2結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.性能特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)燃油噴束、氣流運(yùn)動(dòng)和燃燒室形狀如何有效而穩(wěn)定可靠地實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷時(shí)缸內(nèi)混合氣的分層與稀薄燃燒是缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)成功的關(guān)鍵技術(shù)，其重點(diǎn)是必須在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(噴油持續(xù)時(shí)間)和轉(zhuǎn)速(活塞速度)情況下，協(xié)調(diào)噴射油束、活塞頂燃燒室凹坑幾何

6、形狀和充量運(yùn)動(dòng)三者之間的關(guān)系，確保在火花塞附近及時(shí)、可靠和穩(wěn)定地形成足夠數(shù)量和良好品質(zhì)的可燃混合氣。(2)燃油噴射系統(tǒng)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(3)電子控制系統(tǒng)由于必須在部分負(fù)荷時(shí)形成分層混合氣，而在高負(fù)荷和全負(fù)荷時(shí)形成均質(zhì)混合氣，并在這兩種運(yùn)行方式之間進(jìn)行瞬態(tài)轉(zhuǎn)換，而且必須做到響應(yīng)快、轉(zhuǎn)換平順，因此，這種缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)對噴油系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)提出了很高的要求，而且還必須專門配用吸附式NOx催化轉(zhuǎn)化器以及低硫汽油。(1)燃油噴束、氣流運(yùn)動(dòng)和燃燒室形狀如何有效而穩(wěn)定可靠地實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷時(shí)缸內(nèi)混合氣的分層與稀薄燃燒是缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)成功的關(guān)鍵技術(shù)，其重點(diǎn)是必須在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(噴油持續(xù)時(shí)間)和轉(zhuǎn)速(活

7、塞速度)情況下，協(xié)調(diào)噴射油束、活塞頂燃燒室凹坑幾何形狀和充量運(yùn)動(dòng)三者之間的關(guān)系，確保在火花塞附近及時(shí)、可靠和穩(wěn)定地形成足夠數(shù)量和良好品質(zhì)的可燃混合氣。(2)燃油噴射系統(tǒng)圖5-4共軌式高壓燃油直噴系統(tǒng)(3)電子控制系統(tǒng)由于必須在部分負(fù)荷時(shí)形成分層混合氣，而在高負(fù)荷和全負(fù)荷時(shí)形成均質(zhì)混合氣，并在這兩種運(yùn)行方式之間進(jìn)行瞬態(tài)轉(zhuǎn)換，而且必須做到響應(yīng)快、轉(zhuǎn)換平順，因此，這種缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)對噴油系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)提出了很高的要求，而且還必須專門配用吸附式NOx催化轉(zhuǎn)化器以及低硫汽油。2.性能特點(diǎn)(1)充氣效率和壓縮比較高，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性好缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油直接噴入氣缸，油滴的蒸發(fā)主要依靠從缸內(nèi)空氣

8、中吸熱，而非從壁面吸熱，因而能起到冷卻充質(zhì)的效果使混合氣的溫度降低和體積減小，從而有利于抑制爆燃傾向、提高壓縮比，并且有利于提高充氣效率。(2)燃燒充分，排放(特別是HC)較低缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)可解決進(jìn)氣道噴射汽油機(jī)變工況和冷起動(dòng)時(shí)油氣混合不足、HC排放較高的問題。2.性能特點(diǎn)(3)泵氣損失小，熱效率高由于汽油直接噴入氣缸內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)稀薄混合氣分層燃燒，使得中小負(fù)荷工況時(shí)的空燃比可提高到40%以上，從而采用像柴油機(jī)那樣的質(zhì)調(diào)節(jié)方式，利用噴入缸內(nèi)的燃油數(shù)量調(diào)節(jié)負(fù)荷大小，不需要關(guān)小節(jié)氣門來限制進(jìn)氣量，可以顯著改善中小負(fù)荷時(shí)的泵氣損失(減少15%左右)，有利于降低燃油消耗。(1)充氣效率和壓縮比較高，動(dòng)力

9、性、經(jīng)濟(jì)性好缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油直接噴入氣缸，油滴的蒸發(fā)主要依靠從缸內(nèi)空氣中吸熱，而非從壁面吸熱，因而能起到冷卻充質(zhì)的效果使混合氣的溫度降低和體積減小，從而有利于抑制爆燃傾向、提高壓縮比，并且有利于提高充氣效率。(2)燃燒充分，排放(特別是HC)較低缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)可解決進(jìn)氣道噴射汽油機(jī)變工況和冷起動(dòng)時(shí)油氣混合不足、HC排放較高的問題。(3)泵氣損失小，熱效率高由于汽油直接噴入氣缸內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)稀薄混合氣分層燃燒，使得中小負(fù)荷工況時(shí)的空燃比可提高到40%以上，從而采用像柴油機(jī)那樣的質(zhì)調(diào)節(jié)方式，利用噴入缸內(nèi)的燃油數(shù)量調(diào)節(jié)負(fù)荷大小，不需要關(guān)小節(jié)氣門來限制進(jìn)氣量，可以顯著改善中小負(fù)荷時(shí)的泵氣損失(減少15

10、%左右)，有利于降低燃油消耗。5.2基本結(jié)構(gòu)組成5.2.1進(jìn)氣系統(tǒng)5.2.2燃油噴射系統(tǒng)5.2.3點(diǎn)火系統(tǒng)5.2.4排氣后處理系統(tǒng)5.2基本結(jié)構(gòu)組成圖5-5BOSCH Motronic MED7型電控直接噴射系統(tǒng)5.2.1進(jìn)氣系統(tǒng)圖5-6雙進(jìn)氣道可切換式進(jìn)氣歧管的正反面5.2.2燃油噴射系統(tǒng)1.電動(dòng)燃油泵2.高壓燃油泵3.燃油共軌4.共軌壓力調(diào)節(jié)器5.共軌壓力傳感器6.噴油器5.2.2燃油噴射系統(tǒng)圖5-7可調(diào)節(jié)供油量的燃油噴射系統(tǒng)1.電動(dòng)燃油泵圖5-8供油系統(tǒng)高壓部件1.電動(dòng)燃油泵圖5-9滾柱式低壓電動(dòng)燃油泵2.高壓燃油泵圖5-10徑向柱塞式高壓燃油泵(只畫出一缸柱塞)2.高壓燃油泵圖5-11

11、由3個(gè)柱塞構(gòu)成的三缸泵2.高壓燃油泵圖5-12HDP2型單柱塞高壓燃油泵的結(jié)構(gòu)及其工作原理3.燃油共軌4.共軌壓力調(diào)節(jié)器圖5-13燃油共軌4.共軌壓力調(diào)節(jié)器圖5-14共軌壓力調(diào)節(jié)器4.共軌壓力調(diào)節(jié)器圖5-15安裝在汽油濾清器內(nèi)的燃油壓力調(diào)節(jié)器1燃油箱2電動(dòng)燃油泵3燃油濾清器4燃油計(jì)量器5燃油壓力調(diào)節(jié)器6高壓燃油泵7高壓油管8燃油共軌9共軌壓力傳感器10燃油壓力調(diào)節(jié)器11噴油器5.共軌壓力傳感器6.噴油器(1)電磁閥控制式噴油器缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)通常采用電磁閥控制式噴油器，主要由電磁線圈、壓力彈簧、閥針、閥座、供電接頭等構(gòu)成，如圖5-16所示。(2)壓電控制式噴油器近幾年，常規(guī)的電磁噴油器越來越多

12、地被高速開關(guān)的壓電噴油器所替代，其更迅速的針閥開關(guān)特性能夠獲得更精確的燃油計(jì)量和更小的噴油量，不但能夠降低噪聲和燃油消耗，而且還能減少有害物排放。6.噴油器圖5-16噴油器及其燃油旋流腔(1)電磁閥控制式噴油器缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)通常采用電磁閥控制式噴油器，主要由電磁線圈、壓力彈簧、閥針、閥座、供電接頭等構(gòu)成，如圖5-16所示。(2)壓電控制式噴油器近幾年，常規(guī)的電磁噴油器越來越多地被高速開關(guān)的壓電噴油器所替代，其更迅速的針閥開關(guān)特性能夠獲得更精確的燃油計(jì)量和更小的噴油量，不但能夠降低噪聲和燃油消耗，而且還能減少有害物排放。圖5-17壓電噴油器圖(2)壓電控制式噴油器近幾年，常規(guī)的電磁噴油器越來越

13、多地被高速開關(guān)的壓電噴油器所替代，其更迅速的針閥開關(guān)特性能夠獲得更精確的燃油計(jì)量和更小的噴油量，不但能夠降低噪聲和燃油消耗，而且還能減少有害物排放。圖5-18壓電執(zhí)行器5.2.3點(diǎn)火系統(tǒng)1.標(biāo)準(zhǔn)型火花塞2.半表面放電型火花塞3.新型半表面放電型火花塞1.標(biāo)準(zhǔn)型火花塞圖5-19用于缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的火花塞1.標(biāo)準(zhǔn)型火花塞圖5-20三種長壽命半表面放電型火花塞2.半表面放電型火花塞3.新型半表面放電型火花塞5.2.4排氣后處理系統(tǒng)1.存儲式NOx催化轉(zhuǎn)化器2.NOx傳感器及其控制單元3.廢氣溫度傳感器5.2.4排氣后處理系統(tǒng)圖5-21缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的組成1.存儲式NOx催化轉(zhuǎn)化器圖5-22存

14、儲式NOx催化轉(zhuǎn)化器工作原理2.NOx傳感器及其控制單元圖5-23NOx傳感器結(jié)構(gòu)原理3.廢氣溫度傳感器5.3大眾公司缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)5.3.13.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)5.3.13.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)1.進(jìn)排氣系統(tǒng)2.燃油噴射系統(tǒng)5.3.13.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)圖5-243.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng)1.進(jìn)排氣系統(tǒng)(1)雙進(jìn)氣道可切換式進(jìn)氣歧管3.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的兩個(gè)顯著特點(diǎn)，一是采用可變進(jìn)氣歧管長度增壓系統(tǒng)，二是采用雙進(jìn)氣道可切換式進(jìn)氣歧管。(2)凸輪軸正時(shí)連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)、排氣凸輪軸的連續(xù)調(diào)節(jié)是通過可逆電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(J361)通過

15、進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥(N205、N208)、排氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥(N318、N319)等控制調(diào)節(jié)過程，霍爾傳感器G40、G163傳送的是進(jìn)氣凸輪軸的位置信號，霍爾傳感器G300、G301傳送的是排氣凸輪軸的位置信號。1.進(jìn)排氣系統(tǒng)圖5-25雙進(jìn)氣道可切換式進(jìn)氣歧管在發(fā)動(dòng)機(jī)上的布置1.進(jìn)排氣系統(tǒng)圖5-26進(jìn)氣歧管翻板的切換a)進(jìn)氣歧管翻板關(guān)閉下部進(jìn)氣道b)進(jìn)氣歧管翻板打開下部進(jìn)氣道(1)雙進(jìn)氣道可切換式進(jìn)氣歧管3.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的兩個(gè)顯著特點(diǎn)，一是采用可變進(jìn)氣歧管長度增壓系統(tǒng)，二是采用雙進(jìn)氣道可切換式進(jìn)氣歧管。(2)凸輪軸正時(shí)連續(xù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)、排氣凸輪軸的連續(xù)調(diào)節(jié)是通過可逆電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的

16、，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(J361)通過進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥(N205、N208)、排氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥(N318、N319)等控制調(diào)節(jié)過程，霍爾傳感器G40、G163傳送的是進(jìn)氣凸輪軸的位置信號，霍爾傳感器G300、G301傳送的是排氣凸輪軸的位置信號。2.燃油噴射系統(tǒng)3.2FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的組成如圖5-27所示，分為低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)兩部分。(1)單活塞高壓泵單活塞高壓泵位于發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)缸體的進(jìn)氣凸輪軸端部，由一個(gè)三聯(lián)凸輪驅(qū)動(dòng)，泵內(nèi)集成有燃油低壓傳感器G410和油量控制閥N290，其位置如圖5-29所示。(2)燃油壓力傳感器燃油壓力傳感器的作用是檢測高壓系統(tǒng)內(nèi)的燃油壓力并輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元

17、ECU。(3)壓力限制閥壓力限制閥在一定工況下將油軌的壓力限制在12MPa，起到安全閥的作用。(4)高壓噴油器高壓噴油器的任務(wù)是在精確的時(shí)刻將精確的燃油量噴入燃燒室，其結(jié)構(gòu)如圖5-31所示。5.3.22.0T FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)3.2FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的組成如圖5-27所示，分為低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)兩部分。圖5-273.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的組成3.2FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的組成如圖5-27所示，分為低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)兩部分。圖5-283.2 FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)高壓管路與元件(1)單活塞高壓泵單活塞高壓泵位于發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)缸體的進(jìn)氣凸輪軸端部，由一個(gè)三聯(lián)凸

18、輪驅(qū)動(dòng)，泵內(nèi)集成有燃油低壓傳感器G410和油量控制閥N290，其位置如圖5-29所示。圖5-29單活塞高壓泵(2)燃油壓力傳感器燃油壓力傳感器的作用是檢測高壓系統(tǒng)內(nèi)的燃油壓力并輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU。(3)壓力限制閥壓力限制閥在一定工況下將油軌的壓力限制在12MPa，起到安全閥的作用。(4)高壓噴油器高壓噴油器的任務(wù)是在精確的時(shí)刻將精確的燃油量噴入燃燒室，其結(jié)構(gòu)如圖5-31所示。圖5-30燃油壓力傳感器(4)高壓噴油器高壓噴油器的任務(wù)是在精確的時(shí)刻將精確的燃油量噴入燃燒室，其結(jié)構(gòu)如圖5-31所示。圖5-31高壓噴油器5.3.22.0T FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)1.按需要調(diào)節(jié)的燃油噴射系統(tǒng)2.廢

19、氣渦輪增壓系統(tǒng)5.3.22.0T FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)圖5-32MED9.1發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)1.按需要調(diào)節(jié)的燃油噴射系統(tǒng)圖5-33按需供給燃油控制系統(tǒng)2.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)2.0T FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，包含排氣歧管和渦輪增壓器殼體，如圖5-34所示。這種模塊式結(jié)構(gòu)方便拆裝排氣歧管以及連接靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器，既可以用在縱向布置的各種驅(qū)動(dòng)形式上，也可以用于橫向布置的各種驅(qū)動(dòng)形式上。5.3.31.4TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)2.0T FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，包含排氣歧管和渦輪增壓器殼體，如圖5-34所示。這種模塊式結(jié)構(gòu)方便拆裝排氣歧管以及連接

20、靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器，既可以用在縱向布置的各種驅(qū)動(dòng)形式上，也可以用于橫向布置的各種驅(qū)動(dòng)形式上。圖5-34模塊式廢氣渦輪增壓器5.3.31.4TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)1.進(jìn)氣系統(tǒng)2.燃油噴射系統(tǒng)3.電子控制系統(tǒng)1.進(jìn)氣系統(tǒng)(1)機(jī)械增壓器(2)復(fù)合增壓裝置的工作狀況在不考慮低速轉(zhuǎn)矩的情況下，廢氣渦輪增壓非常適合于在適當(dāng)?shù)呐艢獗硥合芦@得高的比功率，而機(jī)械增壓首先由于其具有良好的響應(yīng)特性已應(yīng)用于低轉(zhuǎn)速場合。(1)機(jī)械增壓器圖5-35機(jī)械式增壓器及內(nèi)部齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)復(fù)合增壓裝置的工作狀況在不考慮低速轉(zhuǎn)矩的情況下，廢氣渦輪增壓非常適合于在適當(dāng)?shù)呐艢獗硥合芦@得高的比功率，而機(jī)械增壓首先由于其具有良好的響

21、應(yīng)特性已應(yīng)用于低轉(zhuǎn)速場合。圖5-36復(fù)合增壓系統(tǒng)工作原理2.燃油噴射系統(tǒng)(1)高壓燃油泵1.4TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)上采用的是可按需調(diào)節(jié)供油量的單柱塞高壓燃油泵，泵油量的調(diào)節(jié)是由集成在燃油泵上的電子控制油量調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)的，在低壓進(jìn)油油路中安裝了一個(gè)壓力傳感器。(2)多孔式噴油器在1.4TSI汽油機(jī)上第一次采用了具有6個(gè)噴孔的多孔式噴油器。(1)高壓燃油泵1.4TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)上采用的是可按需調(diào)節(jié)供油量的單柱塞高壓燃油泵，泵油量的調(diào)節(jié)是由集成在燃油泵上的電子控制油量調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)的，在低壓進(jìn)油油路中安裝了一個(gè)壓力傳感器。圖5-37高壓燃油泵的驅(qū)動(dòng)(2)多孔式噴油器在1.4TSI汽油機(jī)上第一次采用

22、了具有6個(gè)噴孔的多孔式噴油器。3.電子控制系統(tǒng)1.4TSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的MED9.5.10型電控系統(tǒng)是在MED7.1.1型電控系統(tǒng)(參見圖5-5)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的。由于采用了32位微處理器和新的印制電路板布置，使MED9.5.10型ECU具有更高的運(yùn)算能力。4.廢氣后處理裝置4.廢氣后處理裝置1.4TSI汽油機(jī)也采用與FSI自然吸氣汽油機(jī)一樣的高壓噴油起動(dòng)。當(dāng)燃油系統(tǒng)中的壓力達(dá)到大約2.5MPa時(shí)，才開始進(jìn)行第一次噴油，因此即使發(fā)動(dòng)機(jī)尚處于冷態(tài)，但由于其已經(jīng)具有良好的混合氣準(zhǔn)備，只需要較少的噴油量就能順利起動(dòng)，從而獲得了較低的原始排放。采用二次噴射能迅速加熱催化轉(zhuǎn)化器，在廢氣渦輪增壓器與催

23、化轉(zhuǎn)化器之間的排氣連接管采用空氣隙絕熱的雙層排氣管，部分補(bǔ)償了通過廢氣渦輪增壓器的溫度損失。綜合上述各種降低排放的措施，1.4TSI汽油機(jī)能夠可靠而低成本地達(dá)到歐排放標(biāo)準(zhǔn)要求。第6章電控液力自動(dòng)變速器6.1液力變矩器6.2行星齒輪機(jī)構(gòu)6.3液壓控制系統(tǒng)6.4電子控制系統(tǒng)6.1液力變矩器6.1.1液力變矩器的結(jié)構(gòu)組成6.1.2液力變矩器的控制原理6.1.1液力變矩器的結(jié)構(gòu)組成圖6-1帶鎖止離合器的綜合式液力變矩器1前蓋2鎖止離合器片3減振器4渦輪5導(dǎo)輪6推力軸承7泵輪6.1.2液力變矩器的控制原理圖6-2鎖止離合器分離6.1.2液力變矩器的控制原理圖6-3鎖止離合器結(jié)合6.2行星齒輪機(jī)構(gòu)6.2.

24、1行星機(jī)構(gòu)的基本組成及形式6.2.2換檔執(zhí)行元件6.2.1行星機(jī)構(gòu)的基本組成及形式1.行星齒輪機(jī)構(gòu)2.行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)關(guān)系4.行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)1.行星齒輪機(jī)構(gòu)圖6-4單級行星齒輪機(jī)構(gòu)1太陽輪2行星架3齒圈4止推墊圈1.行星齒輪機(jī)構(gòu)圖6-5雙級行星齒輪機(jī)構(gòu)1齒圈2太陽輪3內(nèi)行星齒輪4外行星齒輪5行星架2.行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)關(guān)系1)只要行星架固定，另兩個(gè)元件為主、從動(dòng)件，則旋向相反，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。2)只要行星架參與傳動(dòng)，另兩元件之一固定，則旋向相同，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。3)任意兩元件連為一體，則實(shí)現(xiàn)同向等速傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1

25、，直接檔。4)無固定元件和元件間連接，則為空檔。1)只要齒圈固定，另兩個(gè)元件為主、從動(dòng)件，則旋向相反，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。2)只要齒圈參與傳動(dòng)，另兩元件之一固定，則旋向相同，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。3.行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)關(guān)系3)任意兩元件連為一體，則實(shí)現(xiàn)同向等速傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1，直接檔。4)無固定元件和元件間連接，則為空檔。3.行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)關(guān)系圖6-6單級行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作情況a)太陽輪固定b)齒圈固定c)行星架固定1)只要行星架固定，另兩個(gè)元件為主、從動(dòng)件，則旋向相反，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。2)只要行星架參與傳動(dòng)，另兩元件之一固定，則旋向相同，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。3)任意兩元

26、件連為一體，則實(shí)現(xiàn)同向等速傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1，直接檔。4)無固定元件和元件間連接，則為空檔。1)只要齒圈固定，另兩個(gè)元件為主、從動(dòng)件，則旋向相反，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。2)只要齒圈參與傳動(dòng)，另兩元件之一固定，則旋向相同，傳動(dòng)比根據(jù)齒數(shù)關(guān)系確定。3)任意兩元件連為一體，則實(shí)現(xiàn)同向等速傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1，直接檔。4)無固定元件和元件間連接，則為空檔。表6-1單級行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律4)無固定元件和元件間連接，則為空檔。表6-2雙級行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律4.行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)1)行星齒輪傳動(dòng)是一種常嚙合傳動(dòng)，其傳動(dòng)比變換可通過操縱離合器或制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔和動(dòng)力換檔，這是它廣泛用于

27、自動(dòng)變速器的主要原因之一。2)行星齒輪傳動(dòng)是共軸式傳動(dòng)，與定軸式傳動(dòng)相比，可明顯地縮小變速器徑向尺寸；由于是多點(diǎn)嚙合傳動(dòng)，故在傳遞同樣力矩時(shí)，可采用較小的齒輪模數(shù)，達(dá)到尺寸??；與定軸式傳動(dòng)相比，重量可減輕1/21/6。3)當(dāng)無外部力矩支點(diǎn)時(shí)，行星齒輪傳動(dòng)具有二自由度，便于動(dòng)力匯流與分流，不僅能與液力元件或液壓元件組成雙流液力或液壓機(jī)械傳動(dòng)，而且也是回收制動(dòng)能力與合理調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷必不可少的機(jī)械傳動(dòng)部件。4.行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)4)通過增減行星排內(nèi)行星齒輪的數(shù)目、行星排的數(shù)目，改變排與排之間的排列、組合以及構(gòu)件之間的連接和控制方式等，不僅可以得到較為理想的傳動(dòng)比，而且為積木式的系列設(shè)計(jì)創(chuàng)造了

28、有利條件。1)行星齒輪傳動(dòng)是一種常嚙合傳動(dòng)，其傳動(dòng)比變換可通過操縱離合器或制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔和動(dòng)力換檔，這是它廣泛用于自動(dòng)變速器的主要原因之一。2)行星齒輪傳動(dòng)是共軸式傳動(dòng)，與定軸式傳動(dòng)相比，可明顯地縮小變速器徑向尺寸；由于是多點(diǎn)嚙合傳動(dòng)，故在傳遞同樣力矩時(shí)，可采用較小的齒輪模數(shù)，達(dá)到尺寸小；與定軸式傳動(dòng)相比，重量可減輕1/21/6。3)當(dāng)無外部力矩支點(diǎn)時(shí)，行星齒輪傳動(dòng)具有二自由度，便于動(dòng)力匯流與分流，不僅能與液力元件或液壓元件組成雙流液力或液壓機(jī)械傳動(dòng)，而且也是回收制動(dòng)能力與合理調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷必不可少的機(jī)械傳動(dòng)部件。4)通過增減行星排內(nèi)行星齒輪的數(shù)目、行星排的數(shù)目，改變排與排之間

29、的排列、組合以及構(gòu)件之間的連接和控制方式等，不僅可以得到較為理想的傳動(dòng)比，而且為積木式的系列設(shè)計(jì)創(chuàng)造了有利條件。6.2.2換檔執(zhí)行元件1.離合器2.制動(dòng)器3.單向離合器1.離合器圖6-7濕式多片離合器的結(jié)構(gòu)與工作原理1落座的單向閥2密封圈3與離合器鼓花鍵相連的鋼片4壓盤5離合器鼓6與離合器轂花鍵相連的摩擦片7輸出軸8被壓縮的回位彈簧9回位彈簧座10擋圈11活塞12輸入軸13進(jìn)油14開啟的單向閥15離合器轂16泄油17張開的回位彈簧2.制動(dòng)器圖6-8帶式制動(dòng)器1調(diào)整螺釘2變速器殼體3制動(dòng)帶4液壓缸蓋5活塞6回位彈簧7推桿2.制動(dòng)器圖6-9制動(dòng)帶1光滑表面2鍍層3.單向離合器圖6-10滾柱斜槽式單

30、向離合器局部1外座圈2滾柱3彈簧4內(nèi)座圈3.單向離合器圖6-13楔塊式單向離合器的工作狀態(tài)1處座圈2內(nèi)座圈3楔塊3.單向離合器圖6-11滾柱斜槽式單向離合器1外座圈2滾柱3回位彈簧4內(nèi)座圈3.單向離合器圖6-12楔塊式單向離合器6.3液壓控制系統(tǒng)6.3.1油泵及調(diào)壓閥6.3.2閥體及換檔控制閥6.3.3輔助液壓元件6.3.1油泵及調(diào)壓閥1.油泵2.限壓閥3.主油路調(diào)壓閥4.副調(diào)壓閥5.節(jié)氣門調(diào)壓閥1.油泵2.限壓閥圖6-14球閥式限壓閥2.限壓閥圖6-15滑閥式限壓閥a)管路壓力低于彈簧彈力b)管路壓力大于彈簧彈力3.主油路調(diào)壓閥圖6-16主油路調(diào)壓閥工作示意圖4.副調(diào)壓閥5.節(jié)氣門調(diào)壓閥圖6

31、-17機(jī)械式節(jié)氣門調(diào)壓閥6.3.2閥體及換檔控制閥1.閥體2.手動(dòng)閥3.換檔閥6.3.2閥體及換檔控制閥圖6-18閥體中的油道1.閥體圖6-19上閥體分解圖1.閥體圖6-20下閥體分解圖2.手動(dòng)閥圖6-21手動(dòng)閥3.換檔閥圖6-22換檔閥工作原理圖a)切換至低檔b)切換至高檔1主油路進(jìn)油口2至低檔執(zhí)行元件3至高檔執(zhí)行元件4滑閥5彈簧6、7泄油孔、工作油壓F彈簧力6.3.3輔助液壓元件1.蓄壓器2.單向節(jié)流閥1.蓄壓器圖6-23蓄壓器工作原理2.單向節(jié)流閥圖6-24單向節(jié)流閥6.4電子控制系統(tǒng)6.4.1輸入裝置6.4.2控制裝置6.4.3執(zhí)行裝置6.4.4控制內(nèi)容6.4.5Tiptronic技術(shù)

32、6.4電子控制系統(tǒng)圖6-25電子控制系統(tǒng)6.4.1輸入裝置1.空檔起動(dòng)開關(guān)2.模式開關(guān)3.制動(dòng)燈開關(guān)4.強(qiáng)制降檔開關(guān)5.手控?fù)Q檔開關(guān)1.空檔起動(dòng)開關(guān)圖6-26空檔起動(dòng)開關(guān)及電路2.模式開關(guān)(1)經(jīng)濟(jì)模式(Economy)該模式以汽車獲得最佳燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換檔規(guī)律。(2)動(dòng)力模式(Power)該模式以汽車獲得最大動(dòng)力性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換檔規(guī)律。(3)普通模式(Normal)普通模式的換檔規(guī)律介于經(jīng)濟(jì)模式與動(dòng)力模式之間。(4)手動(dòng)模式(Manual)手動(dòng)模式讓駕駛?cè)丝梢砸允謩?dòng)方式選擇合適的檔位，使汽車像裝用了手動(dòng)變速器一樣行駛，而又不必像手動(dòng)變速器那樣換檔時(shí)必須踩離合器踏板。(5)雪地模式(Sno

33、w)適用于在雪地上行駛的方式。2.模式開關(guān)圖6-27模式開關(guān)(1)經(jīng)濟(jì)模式(Economy)該模式以汽車獲得最佳燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換檔規(guī)律。(2)動(dòng)力模式(Power)該模式以汽車獲得最大動(dòng)力性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換檔規(guī)律。(3)普通模式(Normal)普通模式的換檔規(guī)律介于經(jīng)濟(jì)模式與動(dòng)力模式之間。(4)手動(dòng)模式(Manual)手動(dòng)模式讓駕駛?cè)丝梢砸允謩?dòng)方式選擇合適的檔位，使汽車像裝用了手動(dòng)變速器一樣行駛，而又不必像手動(dòng)變速器那樣換檔時(shí)必須踩離合器踏板。(5)雪地模式(Snow)適用于在雪地上行駛的方式。3.制動(dòng)燈開關(guān)圖6-28制動(dòng)燈開關(guān)位置及電路4.強(qiáng)制降檔開關(guān)圖6-29強(qiáng)制降檔開關(guān)及線路5.手控?fù)Q

34、檔開關(guān)圖6-30手控?fù)Q檔開關(guān)及線路6.4.2控制裝置6.4.3執(zhí)行裝置1.開關(guān)式電磁閥2.脈沖式電磁閥3.電流控制式電磁閥4.電磁閥的應(yīng)用方式1.開關(guān)式電磁閥圖6-31開關(guān)式電磁閥2.脈沖式電磁閥圖6-32脈沖式電磁閥的結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖a)結(jié)構(gòu)圖b)工作原理3.電流控制式電磁閥4.電磁閥的應(yīng)用方式6.4.4控制內(nèi)容1.控制原理2.換檔時(shí)機(jī)控制3.變矩器鎖止控制4.主油路油壓控制5.換檔品質(zhì)控制6.發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制7.故障自診斷和失效保護(hù)1.控制原理2.換檔時(shí)機(jī)控制圖6-33電子控制自動(dòng)變速器換檔原理示意圖2.換檔時(shí)機(jī)控制圖6-34自動(dòng)換檔控制原理框圖2.換檔時(shí)機(jī)控制圖6-35自動(dòng)變速器在D位

35、時(shí)的換檔規(guī)律3.變矩器鎖止控制4.主油路油壓控制5.換檔品質(zhì)控制(1)換檔油壓控制在升檔或降檔的瞬間，電腦通過油壓調(diào)節(jié)電磁閥適當(dāng)降低主油路油壓，以減少換檔沖擊，改善換檔品質(zhì)。(2)減小轉(zhuǎn)矩控制在換檔的瞬間，通過延遲發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間或減少噴油量，暫時(shí)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，以減小換檔沖擊和輸出軸的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。(3)N-D換檔控制在變速桿由駐車檔或空檔位置換至前進(jìn)檔或倒檔位置，或相反地進(jìn)行換檔時(shí)，變速器電腦通過調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量，將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化減至最小程度，以改善換檔質(zhì)量。(1)換檔油壓控制在升檔或降檔的瞬間，電腦通過油壓調(diào)節(jié)電磁閥適當(dāng)降低主油路油壓，以減少換檔沖擊，改善換檔品質(zhì)。(2)減小轉(zhuǎn)矩控

36、制在換檔的瞬間，通過延遲發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間或減少噴油量，暫時(shí)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，以減小換檔沖擊和輸出軸的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。(3)N-D換檔控制在變速桿由駐車檔或空檔位置換至前進(jìn)檔或倒檔位置，或相反地進(jìn)行換檔時(shí)，變速器電腦通過調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量，將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化減至最小程度，以改善換檔質(zhì)量。6.發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制7.故障自診斷和失效保護(hù)1)在汽車行駛時(shí)，儀表盤上的自動(dòng)變速器故障警告燈亮起，以提醒駕駛?cè)肆⒓磳⑵囁椭辆S修廠檢修。2)將檢測到的故障內(nèi)容以故障碼的形式儲存在電腦的存儲器內(nèi)，只要不拆除汽車蓄電池，被測到的故障碼就會一直保存在電腦內(nèi)，即使是汽車行駛中偶爾出現(xiàn)的一次故障，電腦也會及時(shí)地檢測到，并記錄下來。3)電腦按設(shè)定的失效保護(hù)程序控制自動(dòng)變速器的工作，保持汽車的基本行駛能力，在這種工作狀態(tài)下，自動(dòng)變速器的性能或多或少地受到影響。7.故障自診斷和失效保護(hù)1)節(jié)氣門位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，電腦根