w波段20fsi增壓燃油分層直接噴式汽油機(jī)的研制

w波段20fsi增壓燃油分層直接噴式汽油機(jī)的研制

2003年，大眾在1.8l-5.92w鋒利驅(qū)動(dòng)器的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了第二代奧迪a和a6的新水平橫截面，采用齒形皮帶傳動(dòng)的2.0-4v-fsi層直接噴灑機(jī)，其內(nèi)部型號(hào)為ea113汽輪箱系列。2004年在此平臺(tái)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的世界上第一臺(tái)渦輪增壓缸內(nèi)直接噴射2.0L-TFSI汽油機(jī)批量投入生產(chǎn)。而2006年新開(kāi)發(fā)的采用鏈傳動(dòng)的1.8L-TFSI汽油機(jī)是在全新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用了升級(jí)版的增壓燃油分層直接噴射(TFSI)燃燒過(guò)程。不斷創(chuàng)新的TFSI技術(shù)為這種最新的機(jī)型提供了更大的低速扭矩和更低的燃油耗,同時(shí)新一代發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)高壓部件還能用于滿足特超低排放汽車(SULEV)廢氣法規(guī)要求的2.0L-TFSI增壓分層直噴式汽油機(jī)。這些新機(jī)型在大眾公司內(nèi)部被命名為EA888汽油機(jī)系列。從一開(kāi)始EA888系列汽油機(jī)就是按照用于大眾公司所有型號(hào)和汽車平臺(tái)的“全球發(fā)動(dòng)機(jī)”和全世界所有市場(chǎng)應(yīng)用的要求來(lái)設(shè)計(jì)的。大眾公司于2007年春成功推出了這種全新汽油機(jī)系列的第一代機(jī)型,隨后又在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)成功了特超低排放汽車用的2.0L-TFSI機(jī)型;在2009年度的第二代機(jī)型上又進(jìn)行了多處摩擦優(yōu)化,并同時(shí)推出了奧迪可變氣門定時(shí)和升程機(jī)構(gòu)(Avs);2011年又推出了經(jīng)進(jìn)一步廣泛優(yōu)化并裝備Avs機(jī)構(gòu)的第三代1.8L-TFSI-Avs機(jī)型。從2005年以來(lái),這種EA888直列4缸TFSI汽油機(jī)系列總共10次榮獲著名的“年度國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)”和“十佳發(fā)動(dòng)機(jī)”獎(jiǎng)。本文將詳細(xì)介紹第一代和第三代機(jī)型的結(jié)構(gòu)和性能。一、流量為2.0的高壓圖像發(fā)動(dòng)機(jī)表1中列出了第一代1.8L-TFSI增壓燃油分層直噴式汽油機(jī)的主要尺寸和技術(shù)數(shù)據(jù),并與老款1.8L-5V-T-MPI五氣門增壓進(jìn)氣道噴射汽油機(jī)進(jìn)行對(duì)比。圖1和圖2分別示出了第一代1.8L-TFSI機(jī)型的總體布置和橫剖視圖,從中可以看出它比老機(jī)型的結(jié)構(gòu)明顯緊湊,而且即使采用了平衡軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和高壓缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量并沒(méi)有增加。奧迪公司認(rèn)為,對(duì)4缸汽油機(jī)而言,缸內(nèi)直接噴射與廢氣渦輪增壓是解決下列汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)目標(biāo)沖突的最佳組合:(1)更高的行駛功率、更好的動(dòng)力性能和更多的駕駛樂(lè)趣;(2)更低的燃油耗、更好的舒適性和更高的安全性;(3)降低排放并滿足更嚴(yán)厲的汽車法規(guī)要求。奧迪公司在2004年推出的EA113系列2.0L-TFSI機(jī)型的基礎(chǔ)上,已開(kāi)發(fā)出了一種全新的基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī),在排量較小的1.8L汽油機(jī)上應(yīng)用了高壓缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)和廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。作為新一代汽油機(jī)系列的第一代機(jī)型,1.8L-TFSI汽油機(jī)開(kāi)發(fā)的主要目標(biāo)除了成本低、品質(zhì)好、質(zhì)量輕、適合于橫置和縱置安裝的外形尺寸以及在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有較高的升扭矩之外,還必須具備以下特點(diǎn):(1)舒適性和噪聲明顯改善;(2)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)部件和結(jié)構(gòu)組合件的功能集成,結(jié)構(gòu)比老機(jī)型更緊湊;(3)基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)按照非常寬廣的功率型譜(升功率大于100kW/L)設(shè)計(jì);(4)按照燃用辛烷值(研究法)95/91的燃油設(shè)計(jì);(5)在全世界范圍內(nèi),大眾跨國(guó)集團(tuán)公司可以組織生產(chǎn);(6)可以改用代用燃料;(7)適合于世界市場(chǎng)應(yīng)用;(8)重點(diǎn)提高加速性能(在降低用戶實(shí)際使用燃油耗的同時(shí)提高動(dòng)態(tài)扭矩提升速度)。1.蒸發(fā)器曲軸箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)汽缸體曲軸箱用GJL250片墨鑄鐵制成,采用汽缸體頂面封閉的常規(guī)深裙型結(jié)構(gòu)。由于集成了隧道式平衡軸軸承座、前端設(shè)計(jì)成凸起的鏈條盒凸緣以及進(jìn)氣側(cè)貫穿汽缸體長(zhǎng)度的冷卻水布水道等措施,大大提高了汽缸體曲軸箱的剛度,并采用橫向螺栓將曲軸箱裙部與中間幾擋主軸承蓋緊固連接進(jìn)一步提高了曲軸箱裙部的剛度,同時(shí)加強(qiáng)后端結(jié)合面提高與變速器的連接剛度(見(jiàn)圖3)。雖然該機(jī)型的汽缸體曲軸箱按大于100kW/L升功率進(jìn)行設(shè)計(jì),但仍獲得了一個(gè)質(zhì)量?jī)H為33kg的名副其實(shí)的輕型結(jié)構(gòu)機(jī)體。汽油機(jī)汽缸體曲軸箱應(yīng)用鑄鐵材料是現(xiàn)代先進(jìn)高功率低成本增壓汽油機(jī)的標(biāo)志。為了減小二階慣性力及其相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)縱軸的交變慣性力矩,奧迪公司首次應(yīng)用了集成在汽缸體曲軸箱側(cè)壁內(nèi)的平衡軸機(jī)構(gòu)。兩根平衡軸是通過(guò)緊挨在配氣鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后面的齒形鏈條由曲軸傳動(dòng)的,而兩根平衡軸的反向旋轉(zhuǎn)則是通過(guò)緊挨驅(qū)動(dòng)平衡軸的齒形鏈輪后的一對(duì)斜齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的(見(jiàn)圖4)。與以往轎車發(fā)動(dòng)機(jī)通常附加在主軸承座下方的平衡軸機(jī)構(gòu)相比,這種集成在汽缸體曲軸箱中的平衡軸機(jī)構(gòu)在成本、質(zhì)量和汽缸體曲軸箱剛度等方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。由于平衡軸機(jī)構(gòu)的位置從油底殼轉(zhuǎn)移到了汽缸體曲軸箱側(cè)壁內(nèi)的隧道式軸承中,從而減少了因不平衡質(zhì)量旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)所引起的機(jī)油起泡乳化。平衡軸采用球墨鑄鐵(GJS)材料制成,它具有三道支承軸承,位于第1和第2道主軸承座上方的兩個(gè)軸承直接做成壓鑄鋁襯套,而位于第4道主軸承座上方的一個(gè)軸承則做成一個(gè)多層材料制成的襯套。2.相位形成調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)廣泛研究已經(jīng)證實(shí),6.35mm的齒形鏈無(wú)論是在配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、平衡軸傳動(dòng),還是在機(jī)油泵傳動(dòng)中,就聲學(xué)特性、摩擦、成本、伸長(zhǎng)和裝配情況等方面與滾柱鏈和套筒鏈相比都是最好的解決方案,而且與齒形皮帶相比能確保設(shè)計(jì)的使用壽命。該機(jī)型所有的齒形鏈機(jī)構(gòu)一并示于圖4上。3根齒形鏈條都由4片牽引接片和5片導(dǎo)向接片組合而成,只是鏈節(jié)的數(shù)目有所區(qū)別。牽引接片是精密沖壓而成的,因而可以為接片和銷軸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供盡可能高的承載份額,而導(dǎo)向接片則是精密加工而成,并且銷軸采用了釩碳化物涂層。在配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中有一個(gè)液壓漲緊器,漲緊滑軌和導(dǎo)向滑軌都用PA6.6尼龍制成,其中漲緊滑軌被做成具有玻璃纖維加強(qiáng)的承載基體雙組分滑軌。它們主要通過(guò)位于汽缸蓋下方汽缸體上的一個(gè)噴孔由機(jī)油主油道供應(yīng)機(jī)油潤(rùn)滑。平衡軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中有一個(gè)調(diào)節(jié)力非常柔軟的液壓漲緊器,鑒于平衡軸傳動(dòng)鏈的速度很快,其滑動(dòng)襯面用PA4.6尼龍制成。為了潤(rùn)滑平衡軸傳動(dòng)鏈,從汽缸蓋上回流的機(jī)油被接收到固定在鏈條盒蓋上的存油槽中,再定量供應(yīng)給平衡軸傳動(dòng)裝置。由于機(jī)油泵傳動(dòng)上的動(dòng)態(tài)負(fù)荷較小,因此無(wú)須液壓漲緊阻尼裝置,只要用彈簧預(yù)緊力通過(guò)一個(gè)用PA6.6尼龍制成的滑軌來(lái)漲緊,并用油底殼中的或回流的機(jī)油來(lái)潤(rùn)滑。所有的鏈輪都是粉末冶金件,出于提高耐磨性的考慮,在燒結(jié)工序后再進(jìn)行表面壓縮處理,使周邊范圍內(nèi)的材料幾何全部壓實(shí),因此磨損明顯減少了。出于缸內(nèi)燃燒性能指標(biāo)的考慮,進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)器(見(jiàn)圖5)用一個(gè)定位銷鎖定在進(jìn)氣門晚開(kāi)的起始位置上,并具有可向進(jìn)氣門早開(kāi)方向提前60°曲軸轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)范圍。其開(kāi)發(fā)目標(biāo)是要求在最低和最高機(jī)油溫度下,在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線場(chǎng)范圍內(nèi),在具有良好的可調(diào)節(jié)性的同時(shí)獲得高的調(diào)節(jié)速度。為了滿足這些要求,大眾公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)葉片式相位調(diào)節(jié)器,其轉(zhuǎn)子焊接在進(jìn)氣凸輪軸上,而應(yīng)用激光焊接能夠在很大程度上無(wú)應(yīng)力地將傳動(dòng)力矩傳遞到進(jìn)氣凸輪軸上,并在結(jié)構(gòu)空間上提供較大的設(shè)計(jì)自由度,這樣調(diào)節(jié)相位調(diào)節(jié)器所必需的機(jī)油比例閥就能夠直接集成布置在凸輪軸上轉(zhuǎn)子的內(nèi)部,從機(jī)油泵過(guò)來(lái)的壓力機(jī)油經(jīng)過(guò)第一道凸輪軸軸承蓋中的油道,通過(guò)凸輪軸軸頸圓周上的孔進(jìn)入機(jī)油比例閥,然后再根據(jù)相位調(diào)節(jié)的要求,從那里通過(guò)凸輪軸上另外的油孔流入相位調(diào)節(jié)器的一個(gè)或另一個(gè)油腔中,這樣機(jī)油從比例閥到相位調(diào)節(jié)器的流程極短,從而就能夠?qū)崿F(xiàn)所要的高調(diào)節(jié)速度。而機(jī)油比例閥則由單獨(dú)固定在凸輪軸旋轉(zhuǎn)軸線上的電磁線圈通過(guò)一根銷軸來(lái)實(shí)現(xiàn)其軸向移動(dòng)的電子控制。通過(guò)上述機(jī)油引導(dǎo)的優(yōu)化,在熱機(jī)油情況下,相位調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)速度在怠速時(shí)能夠超過(guò)100°CA/s,而從2000r/min起就能夠達(dá)到200°CA/s,即使低至-15℃冷啟動(dòng)時(shí)也能夠迅速調(diào)節(jié)(見(jiàn)圖6)。3.旋轉(zhuǎn)其他裝置的連接技術(shù)與老機(jī)型相比,該機(jī)型的曲軸已改進(jìn)設(shè)計(jì)得更加堅(jiān)固,為了優(yōu)化內(nèi)部平衡,其結(jié)構(gòu)以8個(gè)平衡塊為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了在具有足夠強(qiáng)度的同時(shí)獲得良好的聲學(xué)特性,曲軸主軸頸的直徑定為58mm。由于曲柄臂較寬,因此在確保性能相同的情況下能將主軸承設(shè)計(jì)得較窄,以達(dá)到摩擦功率和曲軸剛度之間良好的配合。這種高剛度是發(fā)動(dòng)機(jī)-變速器動(dòng)力總成聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。曲軸、鏈輪、扭振減振器之間通過(guò)齒形角為120°的端面齒嚙合連接,借助于這種新型的連接技術(shù),無(wú)論是鏈輪還是扭振減振器都能夠在很小的直徑上實(shí)現(xiàn)對(duì)中和傳遞所產(chǎn)生的高扭矩(見(jiàn)圖7)。這種對(duì)中非常重要,因?yàn)閺较蜉S密封圈直接與旋轉(zhuǎn)的扭振減振器的輪轂接觸,因此必須確保必要的同軸度。曲軸上的端面嚙合齒是由銑削加工而成的。通過(guò)采用這種新型的連接技術(shù),曲軸第一道主軸承向里縮進(jìn)了大約9.8mm,第一個(gè)曲柄臂也做了相應(yīng)改動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)的前端大大縮短,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得了緊湊的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。扭振減振器改為了成本低而又很可靠的薄鋼板沖壓結(jié)構(gòu),其中的端面嚙合齒同樣也是一起沖壓出來(lái)的?；钊?見(jiàn)圖8)是輕型結(jié)構(gòu)耐熱鋁合金鑄造活塞,并帶有第一道環(huán)槽鑲座和不對(duì)稱成型活塞銷孔?；钊h(huán)槽鑲座至今只有在高負(fù)荷轎車柴油機(jī)上才使用,而在這種汽油機(jī)活塞上應(yīng)用環(huán)槽鑲座是很罕見(jiàn)的,這樣能夠在任何發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下確保第一道活塞環(huán)都處于最佳的工作狀況,而無(wú)需縮短活塞壓縮高度,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首次應(yīng)用在奧迪2.0L-TFSI汽油機(jī)上。為了降低摩擦功率,已將活塞裙部的承載面縮小到了最小程度,并經(jīng)涂層處理,有針對(duì)性地將第一道環(huán)槽傾斜,有助于在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)使用期內(nèi)降低機(jī)油消耗量和漏氣量。復(fù)雜的活塞頂面形狀部分澆鑄成形有利于降低活塞的制造成本。第一道活塞環(huán)是不對(duì)稱球面PVD(物理汽相沉積)涂層氮化鋼環(huán),第二道活塞環(huán)是鼻形氣環(huán),而第三道活塞環(huán)是雙斜切式軟管彈簧漲圈刮油環(huán),它具有傾斜的環(huán)岸唇口,使得機(jī)油消耗量從一開(kāi)始就處于最低的水平上。連桿的設(shè)計(jì)采用了奧迪機(jī)型的標(biāo)準(zhǔn)部件。4.油泵預(yù)處理輔助設(shè)備支座(見(jiàn)圖9)除了包括用于傳動(dòng)發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)和漲緊器的皮帶傳動(dòng)裝置常規(guī)功能外,作為組合模塊的多功能基座還集成了下列部件和功能:(1)用法蘭連接的機(jī)油冷卻器;(2)直立式機(jī)油濾清器;(3)機(jī)油壓力開(kāi)關(guān)。這就是說(shuō),輔助設(shè)備支座還作為機(jī)油和冷卻水循環(huán)回路的組成部分,而且這種結(jié)構(gòu)型式無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)是橫置還是縱置都是直立在發(fā)動(dòng)機(jī)的前端,是日常維護(hù)保養(yǎng)的最佳位置,但必須確保在更換機(jī)油濾清器濾芯時(shí)不會(huì)有機(jī)油向上溢出或留存在支座上(可以通過(guò)這樣的方法來(lái)解決:在更換機(jī)油濾清器濾芯向上旋出時(shí),一個(gè)擋油圈和一根承受彈簧作用力的芯軸共同將輔助設(shè)備支座中的機(jī)油放油通道打開(kāi),這樣機(jī)油就能夠回流到汽缸體曲軸箱中去,當(dāng)濾清器旋出來(lái)的時(shí)候就不會(huì)有機(jī)油向上溢出了)。5.冷卻水泵系統(tǒng)與老機(jī)型相比,該機(jī)型進(jìn)行了以下改進(jìn):(1)汽缸蓋中冷卻水橫向流動(dòng)(見(jiàn)圖10);(2)冷卻水泵、節(jié)溫器和冷卻水溫傳感器都集成在節(jié)溫器殼體上(見(jiàn)圖11);(3)冷卻水泵由齒形皮帶傳動(dòng)。雖然冷卻水縱向流動(dòng)在最高熱負(fù)荷時(shí)能得到較高的傳熱系數(shù),但是橫向流動(dòng)能夠獲得均勻分布的傳熱系數(shù)。從圖10上可以清楚地看到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部冷卻系統(tǒng)的整體功能,節(jié)溫器位于進(jìn)氣管下面汽缸體曲軸箱旁邊,冷卻水泵用法蘭連接在其側(cè)面。冷卻水泵由一條與發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命一樣長(zhǎng)的齒形皮帶傳動(dòng),并且無(wú)漲緊裝置,它將冷卻水輸送到汽缸體曲軸箱的進(jìn)氣側(cè)。在布水道中冷卻水被分配到各缸環(huán)繞汽缸四周流向排氣側(cè),并分流出一部分體積流量用來(lái)冷卻廢氣渦輪增壓器和機(jī)油冷卻器,而大部分冷卻水向上流入汽缸蓋,首先冷卻排氣門和火花塞三角區(qū),再流向進(jìn)氣門。熱水可經(jīng)過(guò)汽缸蓋后端面的一個(gè)出口供給汽車采暖設(shè)備。從汽缸蓋出來(lái)的冷卻水向下匯流到集成在汽缸體進(jìn)氣側(cè)的水腔中,再經(jīng)管道流到節(jié)溫器。節(jié)溫器的調(diào)節(jié)溫度為95℃,根據(jù)其開(kāi)啟狀況,冷卻水流向散熱器(水箱)或直接流回水泵進(jìn)行封閉式小循環(huán)。從汽缸體曲軸箱、機(jī)油冷卻器、汽車散熱器和采暖設(shè)備出來(lái)的冷卻水都流入節(jié)溫器殼體,全部的冷卻水流量被水泵吸入。節(jié)溫器殼體由PPS塑料制成,不僅成本低,而且又能確保高的形狀穩(wěn)定性和較輕的質(zhì)量。所用的節(jié)溫器就是通常的石蠟式節(jié)溫器。冷卻水泵的泵水量為160L/min。為了能減輕質(zhì)量,其殼體選擇30%玻璃纖維加強(qiáng)的PFGF30熱固性塑料作為材料,這種形狀穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)能夠獲得具有足夠剛性的殼體。冷卻水泵采用齒形皮帶傳動(dòng),由于靠齒型來(lái)進(jìn)行力的傳遞,因此與三角筋條皮帶相比,允許皮帶漲緊力較小,這有利于減輕水泵軸承的受力狀況,相應(yīng)地就能夠使用較小的軸承,從而減少功率損耗。齒形皮帶裝配后由皮帶盤與進(jìn)氣側(cè)平衡軸之間的一個(gè)雙錐形組件來(lái)漲緊。安裝在護(hù)罩中的齒形皮帶傳動(dòng)用裝在齒形皮帶輪上的風(fēng)扇冷卻。另外,這種冷卻水泵上還應(yīng)用了一種新型的密封裝置,與以往通常使用的軸向滑動(dòng)密封圈不同,它是由密封圈徑向密封的。水泵葉輪由40%玻璃纖維加強(qiáng)的PPSGF40材料制成,由于其葉片具有特殊的形狀,因此允許高速運(yùn)轉(zhuǎn)而不易產(chǎn)生穴蝕的危險(xiǎn)。這種冷卻水泵方案具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)由于水泵采用小軸承、徑向密封、齒形皮帶傳動(dòng)和較小的運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量,因此功率損耗較小;(2)不產(chǎn)生噪聲;(3)結(jié)構(gòu)緊湊,成本低。發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后由一只繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)后續(xù)冷卻水泵確保了廢氣渦輪增壓器在極限負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后,特別是在停機(jī)后發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)其繼續(xù)加熱情況下的冷卻。6.配氣傳動(dòng)的密封新機(jī)型的火花塞位置、進(jìn)氣道位置和尺寸、滾流板分隔成上下兩半的進(jìn)氣道、氣門夾角、氣門中心距和氣門尺寸、滾輪搖臂式配氣機(jī)構(gòu)和組合式凸輪軸都繼承了老機(jī)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是,由于采用了冷卻水橫向流動(dòng)、正時(shí)鏈條傳動(dòng)的雙凸輪軸和新型的進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)裝置,并取消了凸輪軸軸承蓋框架而采用集成凸輪軸軸承蓋的整體式汽缸蓋罩,因此汽缸蓋必須進(jìn)行較大地修改。同時(shí),為了將這種使用三條鏈傳動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣傳動(dòng)側(cè)設(shè)計(jì)得短一些,必須將進(jìn)排氣凸輪軸最前端的兩個(gè)軸頸布置在配氣傳動(dòng)鏈條的前面,并支承在一個(gè)軸承橋上。該軸承橋是一個(gè)承擔(dān)多種功能的壓鑄件,所有的加工都是單件進(jìn)行的,這樣就存在相對(duì)于進(jìn)排氣兩根凸輪軸的對(duì)中問(wèn)題,而其主要任務(wù)在于進(jìn)排氣凸輪軸最前端的兩個(gè)軸承支承以及這兩個(gè)軸承和凸輪軸相位調(diào)節(jié)器的機(jī)油壓力供應(yīng),并且這兩個(gè)軸承都做成軸向止推軸承。為了支持和保障凸輪軸相位調(diào)節(jié)器的功能,在軸承橋中通往凸輪軸相位調(diào)節(jié)器的機(jī)油通道中集成了一個(gè)止回閥和一個(gè)濾網(wǎng),而且該機(jī)油通道還承擔(dān)著從主油道向汽缸蓋中的兩條長(zhǎng)油道分配機(jī)油的功能。另外,控制凸輪軸相位調(diào)節(jié)器機(jī)油的電磁閥也在軸承橋上密封,并用螺栓固定在它上面。汽缸蓋罩是用AlSi9Cu3材料制成的低成本壓鑄件,而發(fā)動(dòng)機(jī)前端上方的鏈條盒蓋是個(gè)塑料件,其密封面做成傾斜的平面,以便于鏈條的安裝,并避免形成需三面密封的臺(tái)階形。7.兩級(jí)分離器工作原理的提出該機(jī)型的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)是單純的機(jī)體通風(fēng),如圖12所示。曲軸箱側(cè)面的取氣口位于正對(duì)第3和第4道曲軸主軸承部位,避開(kāi)機(jī)油飛濺的一側(cè),同時(shí)機(jī)油池與曲軸箱之間又用油底殼上件擋油板隔開(kāi),因此曲軸箱側(cè)面的取氣口部位被機(jī)油飛濺的程度被降到最低。另外,將機(jī)油通道與通氣通道分開(kāi),這樣就能夠避免機(jī)油油霧混入曲軸箱漏氣中去。機(jī)油粗分離器直接正對(duì)著曲軸箱通風(fēng)取氣口,安裝在曲軸箱外側(cè)面上,它由兩級(jí)串聯(lián)的分離器組成,第一級(jí)分離器用碰撞板和擴(kuò)大容積來(lái)達(dá)到分離機(jī)油的目的,而第二級(jí)分離器同樣也是按碰撞板原理工作的。這些肋片狀的碰撞板帶有坡度,這樣在重力和離心力的作用下,被分離出的成分就能夠朝一個(gè)方向匯流到一處,并從安裝在那里的一個(gè)回油通道排出。這兩級(jí)分離器的回油通道是彼此分開(kāi)的,并將回流的機(jī)油一直引導(dǎo)到油底殼動(dòng)態(tài)機(jī)油油面以下。與機(jī)油粗分離器相連接的通風(fēng)管的特點(diǎn)是具有較大的橫截面,因而流經(jīng)其中的曲軸箱通風(fēng)氣流的流動(dòng)速度足夠慢,從而防止機(jī)油霧撞擊通風(fēng)管壁。機(jī)油細(xì)分離器集成在比機(jī)油油面高得多的發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋中,它由一個(gè)單級(jí)旋流分離器和與其并聯(lián)的旁通閥組成,這種布置型式能夠在較低的壓力損失下達(dá)到較高的分離效率。被分離出來(lái)的機(jī)油通過(guò)集成在發(fā)動(dòng)機(jī)中的通道一直回流到油底殼機(jī)油油面以下,在該通道的末端還裝有一個(gè)止回閥,它可以防止由于猛烈的橫向加速度或擺動(dòng)而使該通道中的機(jī)油柱過(guò)于猛烈地向上沖動(dòng)。兩級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥與兩個(gè)止回閥一起集成在一個(gè)模塊中,該模塊是目前使用的2.0L-TFSI汽油機(jī)上眾所周知的模塊稍加改進(jìn)的變型。這兩個(gè)止回閥在很小的壓力差下就能開(kāi)通,從而控制曲軸箱通風(fēng)流向進(jìn)氣管或廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)的流量。由于裝備了這種兩級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥就能夠用一個(gè)非常小型的組合閥確保曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)轉(zhuǎn)條件下都能達(dá)到非常均勻的壓力水平。曲軸箱通風(fēng)閥(PCV)通過(guò)裝在汽缸蓋罩中的一個(gè)閥將新鮮空氣吸入,這樣的安裝位置達(dá)到了最佳的工作方式,通風(fēng)量已適合于在該機(jī)型特定條件下達(dá)到最佳的排除機(jī)油中水份和燃油的效果。8.發(fā)動(dòng)機(jī)-變壓器動(dòng)力總成總噪聲低為了降低燃油耗和提高性能,需要通過(guò)提高噴油壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率的燃燒過(guò)程,但是這就對(duì)零件的強(qiáng)度和發(fā)動(dòng)機(jī)的聲學(xué)特性提出了新的要求,同時(shí)現(xiàn)在對(duì)該檔次汽油機(jī)的舒適性要求也提高了,因此在開(kāi)發(fā)該機(jī)型基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)就必須考慮到這方面。這種1.8L-TFSI汽油機(jī)在這方面的開(kāi)發(fā)目標(biāo)是,即使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷有了明顯提高,但是在所有聲學(xué)特性方面都應(yīng)比老機(jī)型有明顯改善。這應(yīng)當(dāng)從以下三方面來(lái)實(shí)現(xiàn):(1)減少機(jī)械噪聲傳到汽車結(jié)構(gòu)中去,250Hz以下的低頻噪聲輻射(輕微的嗡嗡聲和振動(dòng));(2)減少中頻范圍噪聲輻射:250～800Hz(降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴度);(3)明顯減少高頻范圍噪聲輻射:800～3000Hz(總噪聲水平降低≥汽車側(cè)隔音降低噪聲的潛力)。該機(jī)型上的平衡軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在這個(gè)排量等級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)中并非是標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)型式,但它對(duì)降低低頻噪聲輻射有良好的效果。采用這種平衡軸,一方面能夠完全平衡這種發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式所決定的二階往復(fù)慣性力,另一方面能夠使相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)縱軸的慣性力矩峰值移位,起到平抑慣性力矩波動(dòng)的效果。根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)工況