装车时间:1999年~现在。 MED以ME为基础,将汽油直接喷射入燃烧室中,它分为MED7、MED9和MED17三种版本。发展路线图参见图2-34。
1.缸内直喷(MED)的优点。
采用MED的车,理论上最大可节省15%的燃油,具体原因如下。
(1)功率损失较少。
在分层模式和均质稀燃模式时,节气门接近全开(参见图2-35),A≈1.55~3,可减少进气阻力和泵气损失。
(2)可采用稀燃模式。
在分层模式(参见图2-36)时λ≈1.55~3,在均质稀燃模式时λ≈1.55。
(3)通过缸壁的热量损失更少。
在分层模式时,燃烧区域仅发生在火花塞中心附进区域(参见图2-37),这样可减少缸壁传导的热损失,提高热效率。
(4)在均质模式下可实现较高EGR率。
由于强烈的进气流动(参见图2-38),在均质模式下的EGR率可以达到25%。为了保证与低的FGR率时吸入一样多的新鲜空气,节气门需要更大的开度,这样进气阻力更小,降低了泵气损失。
(5)可提高压缩比。
当向燃烧室直接喷射高压燃油时,燃油雾化会吸收热量(参见图2-39),从而冷却了进入气缸中的气体,这样降低了爆燃发生的可能性,可采用更高的压缩比,其压缩终了的压力更高,从而提高了热效率。
(6)延长减速断油时间。
因为不需要恢复喷油时在燃烧室壁形成油膜(见图2-40),所以可以降低恢复喷油转速。喷岀后雾化的燃油可立即转化为做功的能源。因此,可在较低转速恢复喷油,而且发动机运转平顺。
因为主要问题都发生在稀薄燃烧工况,所以非直喷式发动机在稳态工况时都控制λ=1。
3.博世MED发动机管理系统。
(1)MED7。
代表车型:大众路波和高尔夫IV。
进气系统主要变化是为了提高燃烧室内的空气和燃油混合效率,增加了进气翻板,参见图2-44。
MED发动机的燃油系统,分成一个低压系统和一个高压系统,参见图2-45。以高压泵来表示它们的分界。在低压燃油系统中,燃油是由位于燃油箱中的电动燃油泵输送到高压泵的。
在高压燃油系统中,燃油是由高压泵提高压力后输送到燃油分配器管(共轨)中。燃油压力传感器对共轨压力进行测定,并通过燃油压力调节阀(由发动机控制器进行脉动式控制),将压力调节到50-100bar,通过高压喷油阀实施喷油。
高压泵是一种非调节的三活塞径向泵,其位置参见图2-46。
燃油计量阀N290位于与高压燃油泵和燃油高压调节阀相连的入口管道上。它固定在右侧的减振支柱罩上。正常运行时,N290打开,并且与燃油压力调节阀相连的路径是畅通的。当发动机起动时,如果冷却液温度超过110℃以及进气温度超过50℃,N290关闭约50s,切断到燃油压力调节阀的通道,低压燃油压力就上升到电动燃油泵G6的最大输送压力。根据结构规格情况,这个最大压力(它受内部限压阀的限定)在5.8~6.8bar,作用是在热起动时消除了低压油路产生燃油蒸气气泡问题。
(2) MED9。
代表车型:德国产迈腾3.2。
MED9是第一个配置按需调节燃油系统的直接喷油系统。油箱(低压侧)中的电动燃油泵以及高压泵(高压侧)按需要输送燃油。此系统原理图参见图2-47。
此系统有两个调节回路。
一个在低压侧:油箱中的燃油泵将燃油输送到高压泵。在输送方向的管道中(有些产品类型也在高压泵内)安装有用于低压的燃油压力传感器G410。传感器根据燃油压力,向发动机控制器发送一个模拟电压信号。紧接着,发动机控制器向燃油泵控制器J538发送一个20Hz的脉冲宽度调制信号。燃油泵控制器根据这个信息,将电动燃油泵的负荷电流,调制出20kHz频率的脉冲宽度。这就是说,在电动燃油泵上的电压不是12V,而是由脉冲宽度产生的较低的有效电压。在更换燃油泵控制单元或ECM后,需要通过故障导航程序来进行匹配。此系统的优点是：
-节省电能(因为电动燃油泵的功率消耗降低)。
-进入燃油的热量少。
-提高了电动燃油泵的使用寿命。
-降低了噪声,尤其是在怠速时。
-可以对低压系统和高压系统进行自诊断(通过低压传感器)。
在高压侧也有一条回路:高压泵将燃油输送到蓄压管。此处安装有燃油压力传感器G247。
传感器向发动机控制器发送一个模拟电压信号。接着,发动机控制器就在高压泵的每次行程中提前或错后地控制着燃油压力调节阀,从而使高压泵时而输送功率时而小一点,时而大一点。
MED9可根据年份不同,有两种版本,参见图2-48和图2-49。
MED9的高压油压,在正常状态怠速工况为30bar,参见图2-50中的实测数据。
(3)MED17.5。
代表车型:装备第12代EA888发动机的迈腾/速腾1.8TSI、迈腾/高尔夫2.0TSI。
MED175的系统原理图参见图2-51,其特点如下:
①采用一个两态型的氧传感器,以满足排放要求。
②取消低压燃油压力传感器G410,由ECM内的特性曲线代替。
③进气歧管翻板在发动机转速3000r/min下打开。
④取消低压侧压力传感器。ECM在发动机工作时,通过主动检测法判断低压油压。其原理是,ECM在发动机稳定工作状态时,尝试不断减少低压油泵的供油量,直到高压系统的压力受到影响。ECM会对燃油泵的调制信号与存储在ECM内的调制信号进行比较。如果发现两个信号有偏差,以ECM内存储的为准,并对低压供油控制单元进行修正MED17.5的供油控制系统参见图2-52。其中左前门信号经CAN发送到发动机控制器,然后发动机控制器在驾驶人侧(左前)车门打开的情况下,将信号送到高压泵控制单元上。
(4)MED17.5.20。
代表车型:采用EA111发动机的速腾/高尔夫1.4TSI。
MED17.5.20主要的改进功能包括：
-在投放初期,使用两个两态氧传感器控制方式。满足欧Ⅳ排放。以后可能会将前氧传感器转为宽域氧传感器,可满足苛刻的欧V排放要求。
-取消进气歧管翻板,避免了对排气的干扰;性能、运行的精准性和喷射系统都进行了优化设计。
-冷却系统利用控制和诊断调整冷却效能(主要是由于冷却系统分成了两部分)。
高压泵升级到第三代。
喷油控制(参见图2-53):
-＜-30℃冷起动分层燃烧喷射。由于采用第3代高压泵,在点火点之前就可以建立60bar的燃油压力。
-发动机正常运转期间,均质喷射,λ=1。
-只是在发动机负荷和转速突然增大的时候,混合气稍微加浓。
-排气过热时会进行排温保护。
(5)MED17.5.21/MED17.5.25。
代表车型:采用EA211/1.4S1发动机的高尔夫A7、速腾、朗逸,奥迪A1等。
此系统的特点是在高压燃油系统中,怠速工况的高压油压都为高压,参见图2-54。高压能够使所喷出的燃油更好雾化,以形成更佳的混合气,降低废气排放和减少积炭的生成。此外,喷油器的喷射形态经过优化,以确保喷射的燃油不接触到燃烧室中的任何部件。
