奥迪三代EA888双燃油喷射系统结构原理及控制策略

来自:梦
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混合气形成 / 双喷射系统:



直喷汽油发动机所排出的细微炭烟颗粒,要比当前的柴油发动机最多能高出10倍,这个问题的讨论越来越多,这促使我们开发了双喷射系统。



可实现下述目标:


-将系统压力从150bar提高到200bar。


-改善噪音。


-达到EU-6关于颗粒质量和数量的要求(能将炭烟排放降低10倍)。


-降低废气排放(尤其是CO2),使之符合当前和将来的排放要求


-适应另加的进气歧管喷射系统要求。


-降低部分负荷时的燃油消耗(这时使用MPI-喷射比较有利)。






MPI-喷射系统:



MPI-系统通过高压泵的冲洗接口来获得燃油供给,这样的话,在以MPI-工况工作时,高压泵就可继续由燃油来冲洗并冷却。



为了尽量减小脉动(高压泵会把这个脉动引入到油轨的),在高压泵的冲洗接口中集成有一个节流阀。


MPI-系统配有自己的压力传感器,就是低压燃油压力传感器G410。按需要的压力供油由燃油箱内的预供油燃油泵G6来提供。预供油燃油泵G6由燃油泵控制单元J538经发动机控制单元来操控。MPI-油轨由塑料制成。



MPI-喷油阀(N532-N535)安装在塑料进气歧管中,按最佳射束方向布置。



高压喷射系统:


为了应对系统压力高达200bar这种情况,高压区的所有部件都做了改进。于是,喷油阀经钢质弹簧片就与缸盖断开了(指声响方面)。同样,高压油轨与进气歧管也断开了,且与缸盖时用螺栓连接的。高压喷油阀的位置略微向后移了点。


因此,混合气的均匀程度得到了改善,且阀的温度负荷也降低了。


为了使发动机在将来都采用相同的调节方式,这个调节方式也再次做了改变。现在的的调节方式的基本原则是这样的:在拔下燃油压力调节阀N276的插头时,高压区就不再形成压力(建压)了。



工作模式:


发动机到底是用MPI-模式工作还是用FSI-模式来工作,是通过特性曲线内的计算来决定的。为了使得炭烟排放最少、机油稀释很轻以及爆震趋势很小,喷射(MPI或者FSI)的数量和种类在热力学方面均经优化了。这就改变了混合气形成的状态。为此,就需要针对喷油时刻和喷油持续时间长度进行适配了。



λ=1的工作区域现在是尽可能大了,这得益于使用了一体式的排气歧管。



在发动机冷机时 (冷却液温度低于45°C且取决于机油温度情况),那么就一直使用直喷方式来工作。在每次发动机起动时使用的也是直喷方式。


在长时间使用MPI-模式工作时,为了防止高压喷油阀内的燃油烧焦,就使用了冲洗功能。就是会短时激活FSI-模式。




喷射类型的特性曲线






发动机起动:



三次直喷入压缩行程。



预热 / 催化净化器加热:



这时是采用双次直喷,分别喷入进气行程和压缩行程。与此同时,点火时刻点向“延迟”方向移动了。进气歧管翻板关闭了。


发动机暖机(>45°C)的部分负荷;



这时切换到MPI-工作模式。进气歧管翻板在部分负荷区也是关闭的,但不是与MPI-工作模式完全相应(取决于特性曲线上的参数)。


降低油耗:


在发动机已是热机时,通过预先配置混合气的方式来优化混合气的均匀程度。这就使得燃烧更快、效率更高了。而且,不必驱动高压泵来工作 (以免消耗功率)。


较高负荷:



这时是双次喷射,分别喷入进气行程和压缩行程。


应急运行功能:


如果这两个系统中的一个出现故障了,那么另一个系统就会执行应急运行功能。这样就能保证车辆仍能行驶了。

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