1、目錄 第一部分：汽油機(jī)缸內(nèi)直噴與增壓技術(shù)介紹 （結(jié)構(gòu)與原理） 第二部分：了解EP6DTM上運用的技術(shù) （與1.4TSI發(fā)動機(jī)比較） 第三部分：汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展方向 （正在開發(fā)和未來展望） 內(nèi)燃機(jī)的定義及分類 汽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)與原理 缸內(nèi)直噴技術(shù)介紹 增壓技術(shù)介紹 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī): 將燃料在機(jī)器將燃料在機(jī)器 內(nèi)部燃燒內(nèi)部燃燒,使化學(xué)能使化學(xué)能 轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闊崮?再轉(zhuǎn)變再轉(zhuǎn)變 為機(jī)械能的為機(jī)械能的 一種動一種動 力機(jī)械裝置力機(jī)械裝置.內(nèi)燃機(jī)分類內(nèi)燃機(jī)分類 按所用燃料分按所用燃料分 按缸內(nèi)著火方式分按缸內(nèi)著火方式分 按氣缸數(shù)目分按氣缸數(shù)目分 按沖程數(shù)分按沖程數(shù)分 按活塞運動方式分按活塞運動方式分 按氣

2、缸冷卻方式分按氣缸冷卻方式分內(nèi)燃機(jī)種類很多，它們可以按如下不同方式分類內(nèi)燃機(jī)種類很多，它們可以按如下不同方式分類 典型的汽油機(jī)結(jié)構(gòu)典型的汽油機(jī)結(jié)構(gòu)兩大兩大機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大五大系統(tǒng)系統(tǒng)供給系供給系點火系點火系冷卻系冷卻系潤滑系潤滑系起動系起動系 四沖程汽油機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)工作原理活塞活塞cczcz大大氣氣壓壓力力線線進(jìn)氣行程壓縮行程做功行程排氣行程活塞活塞缸內(nèi)直噴(GDI) 缸內(nèi)直噴(Gasoline Direct Injection,簡稱GDI)式汽油機(jī)，也有的被稱為FSI系統(tǒng)。 傳統(tǒng)電噴汽油機(jī)，混合氣在氣道內(nèi)形成。 汽油機(jī)供油技術(shù)的發(fā)展歷程汽油機(jī)供油

3、技術(shù)的發(fā)展歷程傳統(tǒng)化油器供油氣道電控噴射供油缸內(nèi)直噴 GDI發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)布置圖。發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)布置圖。 GDI燃油系統(tǒng)關(guān)鍵零件燃油系統(tǒng)關(guān)鍵零件油軌高壓油泵噴油器ECU GDI燃燒技術(shù)。燃燒技術(shù)。GDI汽油機(jī)在整個運行工況范圍內(nèi)可分為兩種工作模式。分層充氣模式與均質(zhì)混合模式。 缸內(nèi)混合氣的形成缸內(nèi)混合氣的形成分層充氣模式混合氣形成區(qū)高壓噴嘴在進(jìn)氣沖程早期噴油均質(zhì)混合模式均質(zhì)混合氣形成高壓噴嘴在壓縮沖程晚期噴油 GDI的兩種工作模式的兩種工作模式全力輸出均質(zhì)混合模式空燃比：13-24燃油經(jīng)濟(jì)性分層燃燒模式空燃比：30-40(帶EGR)35-55進(jìn)氣沖程噴射壓縮沖程噴射 燃燒系統(tǒng)的主要影響因素燃燒系統(tǒng)

4、的主要影響因素 噴油定時噴油定時： 噴油壓力噴油壓力： 缸內(nèi)氣流運動缸內(nèi)氣流運動： GDI的優(yōu)點。的優(yōu)點。 進(jìn)氣阻力小進(jìn)氣阻力?。簹飧妆跓釗p耗低氣缸壁熱損耗低： GDI的優(yōu)點的優(yōu)點 壓縮比壓縮比：擴(kuò)展的超速斷油擴(kuò)展的超速斷油： GDI與與MPI相比較的優(yōu)勢相比較的優(yōu)勢改善燃油經(jīng)濟(jì)性增加壓縮比增加充氣效率增加功率 GDI目前存在的問題目前存在的問題 排放問題排放問題： 催化器問題催化器問題： 積碳問題積碳問題： 噴油器問題噴油器問題： 控制策略問題控制策略問題：增壓技術(shù) 增壓：增壓： 為提高平均有效壓力以增加氣缸內(nèi)封存氣體密度的方法 目的：目的： 通過增加充氣量，以提高功率，改善經(jīng)濟(jì)性和排放性增

5、壓技術(shù) 改善了發(fā)動機(jī)性能： 增加了發(fā)動機(jī)的升功率； 擴(kuò)大了內(nèi)燃機(jī)高原適應(yīng)性： 有利于降低有害氣體排放和噪聲。 增加了機(jī)械負(fù)荷； 增加了熱負(fù)荷； 增加了汽油機(jī)的爆燃傾向。優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點 增壓技術(shù)的分類增壓技術(shù)的分類增壓技術(shù)機(jī)械增壓渦輪增壓復(fù)合增壓氣波增壓由曲軸經(jīng)過齒輪增速箱驅(qū)動壓氣機(jī)利用內(nèi)燃機(jī)排氣中能量來實現(xiàn)增壓通過氣波增壓器利用氣體質(zhì)點和壓力波的反射特性，使排氣和進(jìn)氣之間進(jìn)行直接的能量交換，以增大進(jìn)氣密度 綜合考慮機(jī)械效率，響應(yīng)速度，噪音，可靠性，成本，燃油經(jīng)濟(jì)性等因素，目前汽油機(jī)主流采用渦輪增壓。 渦輪增壓系統(tǒng)中氣體流動的過程如下：氣缸中冷器壓縮空氣流增壓器機(jī)油入口渦輪機(jī)葉輪廢氣排放廢氣旁

6、通壓氣機(jī)新鮮空氣壓氣機(jī)葉輪機(jī)油出口 渦輪增壓與自然吸氣的比較渦輪增壓與自然吸氣的比較 渦輪增壓系統(tǒng)的整車布置渦輪增壓系統(tǒng)的整車布置壓氣機(jī)進(jìn)口接空濾，出口接進(jìn)氣總管，渦輪串接在排氣管上空濾進(jìn)氣管增壓器排氣管 典型增壓器基本結(jié)構(gòu)典型增壓器基本結(jié)構(gòu) 典型增壓器基本結(jié)構(gòu)典型增壓器基本結(jié)構(gòu) 增壓器基本工作示意圖增壓器基本工作示意圖壓氣機(jī)出口壓氣機(jī)進(jìn)口壓氣機(jī)殼止推總成機(jī)油入口軸承殼體渦輪機(jī)出口渦輪機(jī)輪渦輪機(jī)殼渦輪機(jī)入口軸承壓氣機(jī)輪 增壓器工作原理增壓器工作原理渦輪端 增壓器工作原理增壓器工作原理壓氣機(jī)端 增壓器工作原理增壓器工作原理軸承系統(tǒng) 增壓器工作原理增壓器工作原理密封系統(tǒng)密封系統(tǒng) 渦輪增壓器的進(jìn)階技

7、術(shù)渦輪增壓器的進(jìn)階技術(shù) 分隔式渦輪機(jī)殼體分隔式渦輪機(jī)殼體(可變進(jìn)氣道增壓器可變進(jìn)氣道增壓器)： 可變截面渦輪增壓可變截面渦輪增壓(VGT)可變渦輪喉口截面可變渦輪喉口截面喉口環(huán)左右滑動來控制進(jìn)入渦輪機(jī)氣流的速度氣流進(jìn)入喉口環(huán) 可變截面渦輪增壓可變截面渦輪增壓(VGT)可變?nèi)~片可變?nèi)~片 廢氣旁通廢氣旁通 廢氣旁通工作原理廢氣旁通工作原理增壓器常見失效模式 供油滯后供油滯后原因 :進(jìn)油管受阻（或太?。C(jī)油泵故障機(jī)油過濾器阻塞增壓器長時間未使用安裝增壓器時未預(yù)潤滑機(jī)油不符合廠家要求或機(jī)油污染表現(xiàn):浮動軸承外圓，內(nèi)孔，有時端部擦亮或高溫發(fā)藍(lán)止推軸承配合面擦亮和磨損 缺油缺油原因 :表現(xiàn):渦輪部件高溫變

8、色止推軸承高溫變色 進(jìn)油管受阻或破裂 發(fā)動機(jī)缺油或機(jī)油壓力太低 機(jī)油泵故障 機(jī)油過濾器阻塞 安裝機(jī)濾前未加注機(jī)油 中間殼進(jìn)油口阻塞 異物打壞異物打壞原因 :表現(xiàn):異物打壞壓葉輪端面異物打壞渦輪葉面 維護(hù)保養(yǎng)時臟物進(jìn)入進(jìn)排氣 管 使用劣質(zhì)假冒空氣濾清器 發(fā)動機(jī)零件異常損壞 空濾破損或空濾與增壓器進(jìn) 氣口連接處破損 過熱過熱/熱停車熱停車原因 :表現(xiàn):渦輪部件積碳浮動軸承積碳 排氣溫度過高 機(jī)油溫度過高 重復(fù)熱停車 空濾器阻塞 劣質(zhì)機(jī)油 其它導(dǎo)致增壓器不能正常 工作的情況 漏油漏油常見原因常見原因：目錄 第一部分：汽油機(jī)缸內(nèi)直噴與增壓技術(shù)介紹 （結(jié)構(gòu)與原理） 第二部分：了解EP6DTM上運用的技術(shù)

9、 （與1.4TSI發(fā)動機(jī)比較） 第三部分：汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展方向 （正在開發(fā)和未來展望） 與1.4TSI總體性能比較 與1.4TSI各子系統(tǒng)比較德國VW1.4TSI采用機(jī)械+渦輪雙增壓，雙頂置凸輪軸,可變氣門正時系統(tǒng)，分層燃燒缸內(nèi)直噴技術(shù)。額定功率125kW。國產(chǎn)VW1.4TSI采用廢氣渦輪增壓，雙頂置凸輪軸,可變氣門正時系統(tǒng)，均質(zhì)燃燒缸內(nèi)直噴技術(shù)。額定功率96kW。VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比PK1.4TSIEW12AEP6FDTMEngine pictureDOHCVVTGDISuperchargedTurbocharged配置對比配置對比VW1

10、.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比PK性能對比性能對比1.4TSIEW12AEP6FDTM排量 （L）1.3902.2531.598缸徑行程（mm）76.575.686977785.8壓縮比10:110.8:19.2:1額定功率（kW）125126120額定轉(zhuǎn)速（rpm）660058755500最大扭矩（Nm）240230240最大扭矩轉(zhuǎn)速（rpm）17504500415014004000升功率（kW/L）905675VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比PK功率曲線對比功率曲線對比 VW1.4TSIVW1.4TSI與與

11、SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比1.4TSI1.4TSI發(fā)動機(jī)總成發(fā)動機(jī)總成附件系統(tǒng)附件系統(tǒng)供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)正時系統(tǒng)正時系統(tǒng)缸體缸體VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 附件系統(tǒng)附件系統(tǒng)1.4TSIEP6FDTM 采用兩級多V型筋皮帶傳動 冷卻水泵集成了電磁離合器用來驅(qū)動機(jī)械增壓器 設(shè)計更加緊湊 水泵由摩擦輪驅(qū)動，可實現(xiàn)與曲軸帶輪的電控分離結(jié)合VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 1.4TSI 1.4TSI發(fā)動機(jī)冷卻水泵的電磁離合器發(fā)動機(jī)冷卻水

12、泵的電磁離合器 工作原理：工作原理：VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比暖機(jī)過程水泵脫開 迅速暖機(jī) 降低摩擦水泵帶輪咬合水泵帶輪脫開結(jié)合MAP控制的節(jié)溫器: 降低燃油消耗和排放 快速暖機(jī)和駕駛艙 EP6 EP6的離合器式水泵的離合器式水泵VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)1.4TSIEP6FDTM 采用滾輪挺柱驅(qū)動高壓燃油泵，結(jié)構(gòu)簡單，成本低 油泵高壓壓力35100bar 由進(jìn)氣凸輪軸上的四角凸輪驅(qū)動油泵，可以有效減小高壓油軌中的壓力波動 采用相同原理的滾輪挺柱驅(qū)動高壓油泵 油泵高壓壓力4012

13、0bar 由進(jìn)氣凸輪軸末端的三角凸輪驅(qū)動，油泵安裝在正時罩蓋側(cè)VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 1.4TSI 1.4TSI高壓油泵示意圖高壓油泵示意圖 四角凸輪的相位與進(jìn)排氣凸輪相位錯開，可以有效降低配氣傳動機(jī)構(gòu)中的鏈條力。 四角凸輪降低了油泵挺柱的升程，使得油泵的單次泵油量較小，因此在高壓范圍內(nèi)的壓力波動也就較小。VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 EP6FDTM EP6FDTM高壓油泵示意圖高壓油泵示意圖油泵由安裝在凸輪軸延長端上的三角凸輪驅(qū)動，油泵工作原理與VW1.4TSI發(fā)動機(jī)相同。VW1.4TSIV

14、W1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)1.4TSI 采用機(jī)械+渦輪雙增壓系統(tǒng) 進(jìn)氣中冷裝置，降低進(jìn)氣溫度，減少NOx排放VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比羅茨式機(jī)械增壓器羅茨式機(jī)械增壓器帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)EP6FDTM 采用雙渦道式增壓器系統(tǒng) 有效抑制渦輪增壓器低速遲滯現(xiàn)象，提高發(fā)動機(jī)的低速扭矩，提升車輛的舒適性 渦殼材料采用鑄鋼，耐高溫效果好 為避免增壓器喘振現(xiàn)象集成了電控泄壓閥VW1.4T

15、SIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比泄壓閥氣流方向氣流方向流量流量節(jié)氣門閥片關(guān)閉 EP6FDTM EP6FDTM渦輪增壓器泄壓示意圖渦輪增壓器泄壓示意圖泄壓閥是通過在葉輪壓氣階段產(chǎn)生一定的泄壓量來實現(xiàn)的 為避免汽油發(fā)動機(jī)渦輪增壓器壓氣機(jī)的喘振現(xiàn)象有必要增加泄壓閥. 喘振現(xiàn)象如果嚴(yán)重危害渦輪增壓器的可靠性產(chǎn)生、不愉悅的噪音 VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)1.4TSIEP6FDTM 機(jī)油冷卻器和濾清器分開設(shè)計 機(jī)濾集成在正時蓋罩上，方便更換。冷卻器安裝在缸體上，減小了機(jī)體空間 連續(xù)可調(diào)變排量機(jī)油泵 有效減小

16、發(fā)動機(jī)功率損失 通過油溫和載荷結(jié)合發(fā)動機(jī)MAP進(jìn)行油壓控制VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)1.4TSIEP6FDTM 采用兩級節(jié)溫器分別對缸體和缸蓋進(jìn)行大小循環(huán)控制 采用電子水泵在發(fā)動機(jī)停機(jī)的時候能繼續(xù)冷卻渦輪增壓器 采用MAP控制節(jié)溫器 快速暖機(jī)，降低燃油消耗VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)1.4TSIEP6FDTM 排氣歧管與渦輪增壓器渦殼一體式結(jié)構(gòu) 材料為鑄鋼 雙渦道排氣歧管，配合雙渦道增壓器 材料使用高鎳合金耐熱鑄鐵D5SVW1.4TSIVW1.4TSI與與SLE

17、P6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 正時系統(tǒng)正時系統(tǒng)1.4TSIEP6FDTM 雙頂置凸輪軸16氣門，滾子搖臂機(jī)構(gòu)，鏈條傳動 進(jìn)氣可變氣門正時（VVT），葉片槽式正時調(diào)節(jié)器 雙頂置凸輪軸16氣門，滾子搖臂機(jī)構(gòu)，鏈條傳動 進(jìn)氣可變氣門正時（VVT），葉片槽式正時調(diào)節(jié)器 VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 葉片槽式正時調(diào)節(jié)器工作原理葉片槽式正時調(diào)節(jié)器工作原理 電磁閥根據(jù)ECU的指令，通過改變機(jī)油液壓實現(xiàn)對于內(nèi)部機(jī)油槽閥位置的控制，把提前、滯后、保持不變等壓力信號指令，轉(zhuǎn)化為輸送至葉片槽式調(diào)節(jié)器中不同油道上的機(jī)油壓力，通過雙油道機(jī)油壓力差值驅(qū)動調(diào)節(jié)器中的葉片

18、，帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn)改變進(jìn)氣相位實現(xiàn)氣門正時的“提前”或者“滯后”，從而實現(xiàn)氣門正時的連續(xù)可變。VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 缸體缸體1.4TSIEP6FDTM 薄壁式鑄鐵缸體，鑄鐵缸套 敞開式水套設(shè)計，有效減輕了機(jī)體重量 高壓鑄鋁缸體，材料為Al Si9 Cu3，鑄鐵缸套 敞開式水套，非鑲塊式下機(jī)體結(jié)構(gòu)VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比VW1.4TSIVW1.4TSI與與SLEP6SLEP6發(fā)動機(jī)對比發(fā)動機(jī)對比 總結(jié)總結(jié) 這2款發(fā)動機(jī)在技術(shù)方面可謂各顯神通，不過它們都有一個顯著的特征就是Downsizing

19、，這也是未來車用發(fā)動機(jī)最主流的發(fā)展方向。1.4TSI的雙增壓系統(tǒng)、均質(zhì)燃燒直噴技術(shù)、缸體缸蓋分開控制大小循環(huán)的兩級節(jié)溫器以及EP6的雙渦道式渦輪增壓器、電磁離合式水泵驅(qū)動、可變排量的機(jī)油泵、分層燃燒缸內(nèi)直噴、根據(jù)工況調(diào)節(jié)的電子節(jié)溫器等技術(shù)均代表著當(dāng)今車用汽油機(jī)的最高科技水平。目錄 第一部分：汽油機(jī)缸內(nèi)直噴與增壓技術(shù)介紹 （結(jié)構(gòu)與原理） 第二部分：了解EP6DTM上運用的技術(shù) （與1.4TSI發(fā)動機(jī)比較） 第三部分：汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展方向 （正在開發(fā)和未來展望） 提高燃油經(jīng)濟(jì)性的方向 提高燃油經(jīng)濟(jì)性的途徑根據(jù)發(fā)動機(jī)原理公式：我們可以找到提高發(fā)動機(jī)功率的三條途徑：1）改變發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù): 增加汽缸數(shù)i

20、，增大汽缸直徑D,增大活塞行程S和減少沖程數(shù)（不利面：安裝位置和自重大）2）提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n或活塞平均速度Cm（不利面：充量系數(shù)機(jī)械效率燃料經(jīng)濟(jì)性運轉(zhuǎn)可靠性下降）3）提高發(fā)動機(jī)的平均有效壓力Pme（最為有效）提升汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性提升汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性根據(jù)發(fā)動機(jī)原理公式：我們可以找到提高平均有效壓力Pme的三條途徑：1）減少過量空氣系數(shù)a，提供濃混合氣（不利面：導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性下降，CO和HC排放增加）2）提高進(jìn)入汽缸的充量密度s 采用增壓技術(shù)增壓技術(shù)3）提高充量系數(shù)c 采用可變氣門正時可變氣門正時VVTVVT和可變氣門升程和可變氣門升程VVLVVL技術(shù)技術(shù)減少換氣損失減少換氣損失提升汽油機(jī)的燃

21、油經(jīng)濟(jì)性提升汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性Natural AspiratedPFIDownsizingCombustion EfficiencyNatural AspiratedDISI(stratified)Turbo ChargedPFITurbo ChargedDISI(homogeneous)Turbo ChargedDISI(stratified)12 - 15 %14 - 17 %18 - 22 %12 - 16 %Fuel consumption Reduction提升汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性提升汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性可可變氣門正變氣門正時與升程時與升程提高汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性提高汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性減少換氣損失減少換氣損失減小機(jī)械摩擦損失減小機(jī)械摩擦損失改善燃燒過程改善燃燒過程減少膨脹功減少膨脹功缸內(nèi)缸內(nèi)直噴直噴增壓、可變壓縮增壓、可變壓縮比比 10% 10% 15% 15% 20% 20% 未來汽油機(jī)的發(fā)展是