发动机新技术FSI.ppt

汽油机缸内直喷技术1.引言n汽油发动机须将汽油与空气形成的混合气送入气缸并充分燃烧才能获得强大的动力，因此油气混合技术是发动机的关键之一。一直以来汽油发动机的燃料供给方式都采用“缸外混合”。n“缸外混合”的缺点是喷油嘴离燃烧室有一定的距离,汽油与空气的混合情况受进气气流的影响较大,并且微小的油粒会吸附在管壁上,从而不能充分使用。2.传统汽油机燃烧系统缺陷：n1.汽油机功率采用进气管节流的变量调节，无法达到变质调节的精确性。n2.空燃比须在着火界限内，热效率低，若稀混合气工作则热效率可提高。空燃比采用20与27较14.8时热效率将相应提高8%与12%。n3.排气污染（CO、HC、NOx）严重。一般汽油机的混合比范围正是排放较高的范围。空燃比达23以上就可以实现低排放。3.汽油机缸内直喷技术工作原理n直喷技术能使汽油机像柴油机那样具备较高的燃烧效率，使燃油燃烧更充分，从而达到尽可能节省燃油的目的。汽油缸内直喷技术是实现汽油在气缸内分层燃烧的一种特有技术，而汽油分层燃烧又是实现汽油稀薄燃烧的手段。n稀薄燃烧是提高汽油机燃油经济性的重要手段。缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术可以分为均质稀燃和分层燃烧两种燃烧模式。4.n在火花塞间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓混合气（1213.4），在燃烧室大部分区域是较稀混合气，两者之间为了有利于火焰传播，混合气浓度从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，这就是所谓的分层燃烧。n汽油机分层燃烧可分为两大类：进气道喷射分层燃烧方式和缸内直喷分层燃烧方式，以下主要介绍缸内直喷分层燃烧方式。汽油机缸内直喷技术工作原理5.常见的缸内直喷技术n梅赛德斯奔驰CGI技术n三菱GDI技术n通用汽车SIDI技术n大众和奥迪FSI技术n大众和奥迪TSI技术6.梅赛德斯奔驰 CGI技术n面对当前地球变暖的情况，在节能引擎科技始终居于领导者地位的梅赛德斯奔驰提出了TrueBlueSolutions概念，以象征地球颜色的蓝色，代表着M-Benz对于现今地球面临的环保问题提出的解决方式，除了持续追求高性能之外，并兼顾对于地球的环保友善性，强调环保节能的车辆也因此成为众所瞩目的焦点。E200CGIBlueEFFICIENCY轿车7.梅赛德斯奔驰 CGI技术nBlueEFFICIENCY利用高压喷油嘴直接将燃油注入引擎汽缸内燃烧室，根据精密计算并辅以140bar供油压力，可让稀薄燃油与引进燃烧室内空气充分混合，进行均匀燃烧模式(DEH，空燃比14.7:1)，达到最佳的燃烧效果。8.梅赛德斯奔驰 CGI技术梅赛德斯-奔驰全新一代E级轿跑车搭载的CGI发动机nM-benz以新一代铝合金材质铸造而成的1.8L直列四缸CGI缸内直喷涡轮增压引擎，以更为精准的缸内直喷供油技术，使得引擎反应更为灵敏，并采取可变气门设计也能有效降低运动阻力，具备低转速高扭力、低维修成本等优点。9.三菱 GDI技术nGDI全称是GasolineDirectInjection。三菱很早就开发了GDI发动机，是日系品牌中缸内直喷技术的倡导者。三菱的GDI发动机通过稀薄燃烧技术，让燃料消耗减少20%-35%，让二氧化碳排放减少20%，而输出功率则比普通的同排量发动机10%。10.三菱 GDI技术n弧顶型活塞及垂直向下的进气道n高压旋涡式喷油器,可提高燃油的细微化程度n采用发动机负荷分段的控制方式，可有效提高燃油的经济性和动力性n采用两次喷油的控制方法n采用NOX催化反应器11.三菱 GDI技术GDI发动机的喷油过程共分两个阶段，也就是两次喷油。n辅喷油阶段：在发动机运行进气行程时，发动机会进行一次喷油，喷油的数量不大，这部分少量的汽油会汽化挥发吸收热量的，这样就能降低汽缸内的温度，气缸内混合气密度增大。所以这次喷油的后果在给气缸降温的同时，还可以提高进气密度，让更多的空气进入到汽缸，而且能确保汽油跟空气均匀的混合。n主喷油阶段：第二次喷射是主喷油过程。当活塞即将达到发动机压缩行程的上止点时，在火花塞点火之前，会有一定量的汽油再次被喷出，这次喷射被成为主喷油。12.三菱 GDI技术n缸内直喷（GDI）燃烧系统可实现分层混合气燃烧、均质混合气燃烧以及均质混合气压燃燃烧，其中最为核心的是分层混合气燃烧。13.三菱 GDI技术nGDI缸内直喷分层混合气燃烧主要依靠由火花塞处向外扩展的由浓到稀的混合气，目前实现的方法有3种：n1.借助于燃烧室形状的壁面引导方式n2.依靠气流运动的气流引导方式n3.依靠燃油喷雾的喷雾控制方式n前两种方式有可能形成壁面油膜，是造成碳氢排放高的主要原因；后一种方式则与喷雾特性、喷射时刻关系密切，但控制起来比前两种要难。14.通用汽车 SIDI技术15.通用汽车 SIDI技术nSIDI发动机汇集了缸内智能直喷、D-VVT电子可变双气门正时以及最新的ECM发动机管理模块。nSIDI双模直喷发动机的结构进行了大幅度调整，相比原先喷入进气歧管的方式，SIDI发动机将多点喷射供油系统替换成可变气门缸内直喷系统，这是将喷油嘴植入汽缸内，通过高压将燃油雾化喷入汽缸内，并混合空气进行点燃，从而实现缸内稀薄燃烧，由此提升了发动机效率。同时还具备优秀的燃油经济性和更低的尾气排放。16.通用汽车 SIDI技术n缸内直喷技术发展到今天已历经三代。第一代称为壁面引导直喷型，利用缸内空气流动使油气混合物成层，实现了分层燃烧；第二代称为按化学计量混合直喷型，以理论空燃比混合燃料和空气，实现均质燃烧；而通用的SIDI技术则属于第三代直喷技术，通过对发动机内植入智能控制模块，可根据行车状况由电脑自动控制稀薄燃烧模式，同时实现分层燃烧和均质燃烧。17.通用汽车 SIDI技术通用SIDI发动机也可以实现两次喷油。n辅喷油阶段：在发动机运行进气行程时，发动机会进行一次喷油，喷油的数量不大，这部分少量的汽油会汽化挥发吸收热量的，这样就能降低汽缸内的温度，气缸内混合气密度增大。所以这次喷油的后果在给气缸降温的同时，还可以提高进气密度，让更多的空气进入到汽缸，而且能确保汽油跟空气均匀的混合。n主喷油阶段：第二次喷射是主喷油过程。当活塞即将达到发动机压缩行程的上止点时，在火花塞点火之前，会有一定量的汽油再次被喷出，这次喷射被成为主喷油。18.大众和奥迪 FSI技术19.大众和奥迪 FSI技术nFSI是FuelStratifiedInjection的英文缩写，意指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是电喷发动机利用电子芯片经过计算分析精确控制喷射量进入气缸燃烧，以提高发动机混和燃油比例，进而提高发动机效率的一种技术。20.大众和奥迪 FSI技术n理论上，FSI发动机有2种燃烧模式：分层燃烧和均质燃烧，有人还把均质燃烧模式细分为均质稀燃模式和均质燃烧模式。从FSI所代表的FuelStratifiedInjection含义上看，分层燃烧应该是FSI发动机的精髓与特点，不过也可以理解为它的研发起点和基础。21.大众和奥迪 FSI技术nFSI技术采用了两种不同的注油模式n1.分层注油模式：在低速或中速运转时节气门为半开状态，空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部，由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时，少量的燃油由喷射器喷出，形成可燃气体。n这种方式可充分提高发动机的经济性，因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外，燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可，而FSI使其与理想状态非常接近。22.大众和奥迪 FSI技术n2.均匀注油模式：当节气门完全开启，发动机高速运转时，大量空气高速进入汽缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。从而促进燃油充分燃烧，提高发动机的动力输出。n电脑不断的根据发动机的工作状况改变注油模式，始终保持最适宜的供油方式。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放。23.大众和奥迪 TSI技术24.发动机汽油机缸内喷射（发动机汽油机缸内喷射（FSI)FSI)知识点：1了解缸内喷射发展过程 2、知道缸内喷射工作模式 3、知道缸内喷射组成技能点：常用传感器安装位置25.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,25InhaltEX 320空气进气Siehe Notizseite26.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,26EX 320Inhalt进气歧管翻板阀 N316进气歧管翻板电位计1 G336进气歧管翻板真空单元（缸体1侧）压力调节阀G71进起温度传感器 G42(双传感器)进气歧管转换真空单元可变式进气歧管位置传感器G513进气歧管转换阀 N156空气进气进气歧管压力传感器Siehe Notizseite27.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,27InhaltEX 320空气进气Siehe Notizseite28.进气管调整机构的工作状态关闭状态开启状态29.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,28InhaltEX 320空气进气30.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,29Inhalt均质工作模式（进气歧管翻板关闭，=1）-转速:约 3500 转/分-发动机负荷:约 约 3500-发动机负荷:约 30%-40%-下进气道打开。-保证较大的空气流量。-喷油与进气是同步进行的。EX 320工作状态32.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,31Inhalt均质起动高压)-在压缩行程中起动发动机，燃油以约50 bar的压力喷入。燃油雾化得更好，因此冷凝损失小、排放的HC也少。EX 320工作状态33.n最节省燃油，最高可达20%n还有较大的开发潜力2、缸内喷射优点、缸内喷射优点燃油节省率从-到%电子调节冷却系统凸轮轴正时调节废气再循环可变压缩比气缸关闭稀混合气模式（均质）全可变气门机构（机械式）电子气门机构汽油直喷装置差异范围34.缸壁热损耗小n由于分层充气模式的燃烧只发生在火花塞附近，所以缸壁上的热损耗是很少的n热效率提高了燃烧区域（分层充气模式）35.废气再循环率高n强制分层充气可使废气再循环率高达35%n废气再循环:q在分层充气模式总发生q在均质模式（转速低于4000 1/min 且中等负荷时）发生，但在怠速时不发生36.压缩比高n吸入的空气通过直接喷入燃烧室来冷却下来q降低了爆震的可能性q可提高压缩比，这就提高了压缩终了压力q热效率提高了37.3、奥迪系统的工作原理n工作模式n共有三种工作模式：q分层充气模式q均质稀混合气模式q均质混合气模式38.分层充气模式进气n节气门打开（节流损失小）n进气歧管翻板封住下进气道,于是空气运动就加速了n吸入的空气呈旋转状进入气缸节气门进气歧管翻板上进气道旋转气流气流凹坑39.分层充气模式喷油n喷油开始于约上止点前 60n喷油结束于约上止点前 45n燃油被喷射到燃油凹坑内n喷油时刻对混合气的形成有很大 影响高压喷油阀燃油凹坑气流凹坑40.分层充气模式混合气形成n混合气形成只发生在40-50 曲轴角之间q如果曲轴角小于这个范围 无法点燃混合气q如果曲轴角大于这个范围 混合气就变成均质充气了n空气-燃油比=1,6-3混合形成区41.分层充气模式燃烧n只有混合好的气雾被点火燃烧n混合好的气雾周围的气体起隔离作用q缸壁热损耗小q热效率提高了n点火时刻范围窄燃烧区42.均质稀混合气模式进气n与分层充气相同n节气门大开n进气歧管翻板关闭节气门进气歧管翻板43.均质稀混合气模式喷油n燃油约在点火上止点前300 时喷入（吸气行程）n空气-燃油比约 =1,55喷射油束空气流44.均质稀混合气模式混合气形成n可用时间较长q均质混合气分配稀混合气分配45.均质稀混合气模式燃烧n燃烧发生在整个燃烧室内n点火时刻可自由选择燃烧区46.均质模式n喷油、混合气形成和燃烧与均质稀混合气模式是一样的n空气-燃油混合气 =1高压喷油阀均质混合气分配燃烧区47.进气歧管翻板切换A4 2,0l TFSI-发动机发动机工作原理工作原理n发动机控制单元启动 进气歧管翻板电机 V157n进气歧管翻板通过一个共同的轴来调节n可通过集成在电机内的电位计来进行自诊断48.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,77Inhalt燃油滤清器（带有压力限制阀）喷油阀G247燃油供油单元（带有燃油表传感器）0,25-6 bar油轨 50-110 barG410高压泵N276Siehe Notizseite四、燃油供给组成四、燃油供给组成49.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,35Inhalt压力限制阀:低压:高压活塞密封高压泵EngineM供油泵燃油箱高压喷油阀N290压力缓冲器G410G247EX 320燃油系统50.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,78EX 320Inhalt喷油阀高压泵燃油压力低压传感器G410高压燃油管路燃油压力传感器G247燃油压力调节阀 N276三联式泵凸轮低压燃油管路压力限制阀燃油供给Siehe Notizseite51.R.Schmidt,I/VK35,EX 320,36InhaltG410高压燃油泵压力限制阀喷油阀高压传感器 G247EX 320燃油系统高压管路低压入口高压泵驱动机构N290Siehe Notizseite52.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,37InhaltOFF去往油轨EX 320燃油系统高压泵燃油压力低压传感器G410来自燃油箱压力缓冲器ON燃油计量阀 N290(不通电时是打开的)低压进油阀高压阀Siehe Notizseite53.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,38InhaltEX 320燃油计量阀 N290 燃油计量阀N290调节燃油系统中高压部分的燃油压力，出于安全考虑，该阀在不通电时是打开的。给线圈加电后会产生一个磁场，于是阀针就被拉回。油轨内达到要求的燃油量和燃油压力时(G247),这个激励过程后就停止了。磁场消失，阀针压到阀上，多余的燃油被引回到低压回路中。54.油泵控制模块J538对于1.8T FSI发动机，J519继电器支架上没有燃油泵继电器，而是在燃油泵（低压）上安装了控制模块J538控制单元J538通过脉宽调制信号（PWM pulse-width modulated）来控制电动燃油泵，使低压燃油系统的油压达到0.5-5bar。在冷热启动时使低压燃油系统的压力达到6.5bar信号失效：如果控制单元失效发动机将不能55.油泵控制模块电路图56.1单活塞高压泵燃油系统单活塞高压泵由凸轮轴以机械方式来驱动电动燃油泵给高压泵预供油，预供油压力约为 6 bar高压泵产生燃油轨内所需要的压力压力缓冲器会吸收高压系统内的压力波动燃油计量阀N290压力缓冲器NockenwelleAntriebsnockenfrKraftstoffpumpe燃油泵驱动凸轮凸轮轴57.燃油系统58.59.60.61.2、高压喷油阀燃油系统任务:燃油形成细雾正确计量出所需燃油量将燃油准确地喷到燃烧室内相应区域 在正确的时刻喷油该阀工作时，由于有压力差，所以燃油被直接压入燃烧室四氟乙烯密封圈燃油分配管的入口（带细滤网）电磁线圈供电接头压力弹簧带衔铁的阀针阀座出油孔62.图图4 GDI发动机喷油系统采用的喷嘴方案的比较发动机喷油系统采用的喷嘴方案的比较 63.双氧传感器双氧传感器64.4针的跳跃式氧传感器针的跳跃式氧传感器混合气稀区域变化曲线I变化曲线ULambdaLambda混合气浓区域6针的线性氧传感器针的线性氧传感器混合气浓区域混合气稀区域65.电压表电压表有效测量有效测量电子化学泵电子化学泵废气废气电流表电流表 大气大气扩散通道扩散通道电压表电压表前氧采用线性氧传感器前氧采用线性氧传感器66.电控系统电控系统（MED17.5MED17.5）空气质量计G70进气温度传感器G299散热器出口温度传感器G83冷却液温度传感器G62增压压力传感器G31转速传感器G28霍尔传感器G40节气门阀体G338加速蹋板位置传感器G79油门蹋板位置传感器G185制动蹋板开关F63燃油压力传感器G247进气歧管电位计G336爆震传感器G61氧传感器G39/G130DFM信号,定速巡航油位和油温传感器G266Motronic供电继电器J271进气歧管风门阀N316供电继电器J757增压压力控制电磁阀N75燃油压力调节阀N276燃油泵控制单元J538燃油泵J6喷嘴N30-N33点火线圈J338(G186)碳罐电磁阀N80氧传感器加热Z19冷却液循环水泵V51进气凸轮轴调节阀N205散热风扇67.氧传感器氧传感器-调节调节68.新型氧传感器新型氧传感器构造构造:宽频带型传感器外形尺寸比跳跃型 传感器仅大几毫米。1 单元泵2 能斯托单元3 传感器加热器更换更换 传感器时，必须线与插头传感器时，必须线与插头同时更换。同时更换。4 外界空气通道5测量室6 放氧通道69.新型氧传感器工作原理新型氧传感器工作原理1.空气空气2.传感器电压传感器电压3.控制单元控制单元4.测量片测量片5.尾气尾气6.单元泵单元泵7.单元泵电流单元泵电流8.测量室测量室9.扩散通道扩散通道70.泵入混合气过浓时，电压值超过450mv。单元泵以原来的工作电流工作，测试室的氧量少。调整举例（一）-混合气过浓71.控制单元增大单元泵的工作电流，使单元泵旋转速度增加，增加泵氧速度。单元泵泵入测试室中的氧量增加，使电压值恢复到450mv。调整举例（一）-混合气过浓72.混合气过稀时，泵在原来的转速下会泵入较多的氧，测试室中氧的含量较多，电压值下降。加大喷油量。同时减少单元泵的工作电流调整举例（二）-混合气过稀73.为能使电压值尽快恢复到450mv的电压值，减小单元泵的工作电流，使泵入测试室的氧量减少。单元泵的工作电流传递给控制单元，控制单元将其折算成电压值信号。调整举例（二）-混合气过稀74.01-08-30-（111 110）第一位1、0变化01-08-32-（0.06-0.1）01-08-33-（-0.1-+0.1;0.13-3.6V）1-5=0.4-0.5V;2-6=77.5欧5-6、2-5断3-4加热器电阻 2.5-10 欧无负荷时第二氧传感器不工作01-08-36-（0.1-0.95）断电0.4-0.5V该电压要尽量保持恒定，变化过大会损坏三元催化器检查氧传感器G39/G13075.五、电子油门电电子子油油门门系系统统，提提高高油油门门操操纵纵系系统统的的传传输输效效率率排排放放标标准准：欧欧洲洲IIIIII号标准号标准76.踏板传感器77.节气门控制单元78.E-GASEPCn节气门控制单元q01-04-060三区达到3-8;四区出现OKq01-08-062q2号线+与地或6号线均为5Vn踏板位置传感器q1/2供电5V;3/5接地；4/6信号线q01-08-062（三区=四区的二倍）79.电子油门系统电子油门系统电电子子油油门门系系统统，取取消消油油门门拉拉索索，由由传传感感器器向向发发动动机机提提供供踏踏板板位位置置信信号号，提提高高油油门门操操纵纵系系统统的的传传输输效效率率及及准准确确性性。另另外外，当当发发动动机机运运转转时时，控控制制单单元元可可以以不不依依靠靠油门踏板位置传感器直接控制节气门，避免节流损失。油门踏板位置传感器直接控制节气门，避免节流损失。80.传感器工作原理电位计式传感器还有哪些传感器采用此工作方式？此类型的传感器如何检测?81.结构：结构：踏板机构滑动片踏板位置传感器-1-G79踏板位置传感器-2-G185传感器信号中断：传感器信号中断：一个传感器信号失真或中断，如果另一个传感器处于怠速位置，则发动机进入怠速工况；如果是负荷工况，则发动机转速上升缓慢。若两个传感器同时出现故障，则发动机高怠速（1500转/分）运转。82.1、读取踏板位置传感器显示值01-08-062（三区=四区的二倍）2、检查供电电压（1/2供电5V;3/5接地；4/6信号线）3、检查导线连接（短/断路检测）检查踏板位置传感器：检查踏板位置传感器：83.84.nGDI的电子控制策略nGDI中最关键的是要控制好混合气浓度n在空间的分布及其随时间的变化，依靠采用n高精度的高压喷油嘴、缸内气流控制技术、n根据运转区域切换燃烧模式、使喷油嘴远离n火花塞以保证可靠点火等措施，可达到高燃n油经济性和高性能。85.n2.1按工况区分控制模式的控制策略n现代GDI通常是根据大、小负荷区不同的要求，采用不同的混合燃烧模式来改善其燃油经济性的。n在中小负荷区域，要求有良好的燃油经济性，因而通常采用压缩冲程中喷油实现分层燃烧的控制模式，即在压缩冲程后期向缸内喷油，并通过活塞顶部形状和气流运动来限制其扩散，使喷射到气缸内的燃油所形成的可燃混合气集中在n火花塞周围，而在火花塞外周部的极稀薄混合气与层状空气n则形成了分层混合气，使燃烧在整体空燃比30402的超n稀薄混合气下进行，此时尚有足够的过量空气可供在短时间n内燃尽燃烧生成的黑烟。由于此时GDI放弃使用节气门节n流，因而可以减少发动机的泵气损失，过量的空气还会吸收n气缸壁上的热量，降低了热损失，从而大幅度改善燃油耗。86.n图1为丰田2.0L双顶置凸轮轴GDI发动机n的分层进气控制方法：在活塞顶上有渐开线形n的燃烧室凹坑，位于涡流运动上游较窄的区域na是混合气形成的主要区域；较宽的区域b是n主要燃烧空间，用以促进混合气快速扩散。设n计成渐开线形凹坑的c是为便于蒸发的燃油流n向火花塞。凹坑壁的角度和凹坑深度也进行了n优化，以适于混合气形成，同时防止混合气扩n散流出凹坑。在高负荷区域，要求提高发动机n扭矩和功率，必须采取略稀或理论当量的混合n气或浓混合气。87.n故此时发动机采用进气冲程喷油实现均质n燃烧的控制模式。即在进气冲程早期向气缸内喷n射燃油，使其可在整个燃烧室内均匀扩散，在点n火时刻形成预混燃烧的均质混合气。此时由于燃n油汽化时吸收了汽化潜热，使得缸内充量得到了n冷却，增大了空气密度，在提高体积效率(即增大n进气量)的同时还减少了爆震的倾向，使发动机的n压缩比可上升到121，提高了热效率，发动机以n接近理论空燃比14.7:1或稍浓的空燃比混合气进n行均质燃烧，同时实现高功率的输出和燃油的低n消耗。88.89.GDI发动机的活塞顶部形状发动机的活塞顶部形状 90.n控制模式的切换通过喷油定时的变换来实现。n切换时要注意切换前后扭矩的一致，以防扭矩变化n带来振动。为此，三菱、丰田等公司在模式切换时n采用了二段喷射技术，即在进气行程中喷射一部分n燃料，以便在燃烧室全空间内形成稀薄的预混合n气。第二次在即将点火之前向火花塞喷射，以保证n稀混合气的稳定着火和分层燃烧。据报道采用二段n喷射技术的GDI发动机可实现从中小负荷区向大功n率区的平稳过渡，并可降低缸内的气体温度，从而n抑制了爆震的发生，增加了功率的输出。91.n2.2扭矩控制策略n对扭矩的控制实际上就是对发动机喷油n量的控制。通常情况下，GDI主要是根据油门油门n踏板的位移量来确定应有的扭矩踏板的位移量来确定应有的扭矩，并由负荷n的高低来切换对扭矩的调节方式。92.n从理论上讲GDI可以不使用节气门，但实n际上它还是配备了电子控制的节流系统，即电n动节气门。这其中最主要的原因是GDI在大负n荷工况下工作时需要均匀混合气；其次是在应n用EGR降低NOx排放时，需要有节流阀控制n的进气歧管的真空度；再次，传统的制动系统n制动时也需要真空度；最后，低负荷时没有节n流阀排气温度会非常低，降低了催化剂的转化n效率。93.n因此，当发动机的扭矩和转速对应于低工况区n时，即油门踏板位移量较小时，电动节气门就保持全n开，发动机在保持进气量基本不变的情况下，通过改n变空燃比来调节每循环的喷油量，进而对扭矩实行控n制。这时发动机采用的调节方式是与柴油机相同的“变n质调节”，此时进气量和点火提前角几乎不影响扭矩。n当发动机的扭矩和转速对应于高工况区时，即油门踏n板位移量较大时，其空燃比被稳定在14.7左右1，通n过改变电动节气门的开度来调节进入气缸的空气量，n进而改变喷油量实现对扭矩的控制。这时发动机采用n的是“变量调节”方式。此时点火提前角对扭矩有很大n影响。表1为GDI按工况区分控制模式，图2为不同燃n烧模式的控制范围。94.图图2 不同燃烧模式的控制范围不同燃烧模式的控制范围 95.96.n检修数据流分析燃油系统中燃油泵、压力传感器、油压调节阀N276、油泵控制单元J538及相关线路的故障，一般均可通过发动机控制单元读取故障码，按故障码指引的内容进行检修。此外，发动机电控单元还提供相关数据流以备分析应用。大众车系的缸内直喷汽油机燃油系统，可以利用VAS5051B5052等诊断电脑，进入“引导性功能一读取发动机的测量值”读取。14TSI发动机在920rmin，发动机负荷173时读取的正常燃油系统数据流实测值见表1。97.n检修数据流分析或者按路径“01一O8”进入发动机控制单元读取106和140组测量值组数据(部分通用型诊断仪也支持此功能)，正常18TSI发动机第140测量值组的实测值见表2。98.n检修执行元件功能自测试执行元件功能自测试 对于大众车系，电动喷油泵和油压调节阀对于大众车系，电动喷油泵和油压调节阀N276的功能判的功能判断，可利用断，可利用VAS50515052，按路径，按路径“0l一一03”进入执行元进入执行元件自测试功能进行测试。件自测试功能进行测试。18 TSI缸内直喷发动机能提供以下八项自测试项目缸内直喷发动机能提供以下八项自测试项目，参考表参考表3，其中第，其中第1和第和第7项分别是燃油泵和油压调节阀项分别是燃油泵和油压调节阀N 276动作。动作。99.n燃油系统泄压燃油系统泄压 燃油系统高压油路压力的检查可通过数据流读取，应在燃油系统高压油路压力的检查可通过数据流读取，应在3511 MPa之间。如果油压不正常，应先检查低压油路是否之间。如果油压不正常，应先检查低压油路是否正常，再检查油压调节阀正常，再检查油压调节阀N276、高压限压阀和高压油泵等情况。高压限压阀和高压油泵等情况。当需拆卸燃油系统时，注意高压系统须进行泄压，当需拆卸燃油系统时，注意高压系统须进行泄压，18TSI与与14TSI直喷燃油系统泄压方法有较大的区别。直喷燃油系统泄压方法有较大的区别。18TSI直喷燃油系统高压压力的建立必须直喷燃油系统高压压力的建立必须N276通电吸合通电吸合才能实现，才能实现，N276不通电时是处于打开状态，因此其泄压可采取不通电时是处于打开状态，因此其泄压可采取如下方法：将燃油压力调节阀如下方法：将燃油压力调节阀N276电插头连接拔下，起动发动电插头连接拔下，起动发动机并怠速运转约机并怠速运转约10 s，高压系统油压降低到大约，高压系统油压降低到大约600 kPa，熄，熄火后尽快打开高压系统，否则燃油系统压力可能由于温度升高火后尽快打开高压系统，否则燃油系统压力可能由于温度升高而再次升高。另一种方法是拔下碳罐插头和电动燃油泵保险丝而再次升高。另一种方法是拔下碳罐插头和电动燃油泵保险丝SD10，启动发动机，观察，启动发动机，观察0108106140数据流中系统油数据流中系统油压值，当压力下降到压值，当压力下降到600700 kPa时关闭发动机，否则会损坏时关闭发动机，否则会损坏催化净化器，打开高压系统完成维修后，注意清除故障码。催化净化器，打开高压系统完成维修后，注意清除故障码。100.R.Schmidt,I/VK-35,EX 320,47InhaltEX 320打开高压系统打开高压系统 拔下活性炭罐插头。拔下活性炭罐插头。拔下燃油泵保险丝。拔下燃油泵保险丝。起动发动机。起动发动机。使用使用VAS 5051/52 在在01/08/140 下测量燃油压力注意显示区下测量燃油压力注意显示区3（怠（怠速速39 bar）。）。当燃油压力为当燃油压力为6-8 bar 时关闭发动机时关闭发动机(催化净化器损坏催化净化器损坏)并打开系并打开系统。统。修理后清除故障存储器。修理后清除故障存储器。101.14TSI发动机高压燃油系统的油压调节是由发动机高压燃油系统的油压调节是由J538通过占空通过占空比信号控制比信号控制N276泄油来实现，因此检修该系统的泄压方法泄油来实现，因此检修该系统的泄压方法须利用须利用VAS5051B诊断电脑，进入诊断电脑，进入“引导性功能一高压燃引导性功能一高压燃油压力释放油压力释放”功能，通过诊断电脑控制油压调节阀功能，通过诊断电脑控制油压调节阀N276通通电泄压，最终压力降至电泄压，最终压力降至600 kPa左右。左右。102.燃油泵的检测燃油泵的检测 电动燃油泵电动燃油泵G6由燃油泵控制单元由燃油泵控制单元J538输出输出PWM信号信号进行按需调节，使低压燃油系统工作压力范围在进行按需调节，使低压燃油系统工作压力范围在50500 kPa之间，冷热启动时达到之间，冷热启动时达到650kPa。其最大压力测量应按。其最大压力测量应按以下方法进行：在低压系统连接带有油路开关的燃油压力以下方法进行：在低压系统连接带有油路开关的燃油压力表，将油路开关关闭。连接好表，将油路开关关闭。连接好VAS5051诊断电脑，进入诊诊断电脑，进入诊断电脑的断电脑的“0103”功能驱动燃油泵自动运转功能驱动燃油泵自动运转15 S，读取燃，读取燃油表压力值应达到油表压力值应达到680 kPa，即低压限压阀打开的压力。停，即低压限压阀打开的压力。停止运转后止运转后10 rain，燃油系统残压应不低于，燃油系统残压应不低于375 kPa。在检。在检测最大压力时，测量燃油泵最大工作电流不大于测最大压力时，测量燃油泵最大工作电流不大于9 A。103.油压调节阀油压调节阀N276的检测的检测 测量油压调节阀测量油压调节阀N276的的1号端子接号端子接12 V电源，电源，2号端子是控号端子是控制端，由制端，由J623通过通过PMW信号进行调节，可测量其占空比信号波信号进行调节，可测量其占空比信号波形来分析其控制及线路工作状况。检测形来分析其控制及线路工作状况。检测N276电阻值，电阻值，18TSI发动机应在发动机应在1520 Q，14TSI约约10 Q。燃油压力传感器的检测燃油压力传感器的检测 燃油压力传感器核心是一个钢膜，在钢膜上镀有应变电阻，燃油压力传感器核心是一个钢膜，在钢膜上镀有应变电阻，待测压力作用于钢膜一侧时，钢膜弯曲会引起应变电阻变化产待测压力作用于钢膜一侧时，钢膜弯曲会引起应变电阻变化产生不同的信号电压。信号电压随压力上升而升高，其变化规律生不同的信号电压。信号电压随压力上升而升高，其变化规律和范围见图和范围见图2。104.喷油器喷油器测量喷油器的阻值应在测量喷油器的阻值应在2 Q左右。喷油器的工作电流波形见图左右。喷油器的工作电流波形见图3，喷油器针阀驱动峰值电压会达到，喷油器针阀驱动峰值电压会达到9O V，电流，电流16 A，正常，正常打开针阀电压打开针阀电压14 V，电流，电流108 A，在喷油器针阀打开后，维，在喷油器针阀打开后，维持针阀开启的电流只需持针阀开启的电流只需25 A。105.匹配与设定匹配与设定大众车缸内直喷发动机在更换大众车缸内直喷发动机在更换J623，J538和和燃油泵后，应进行电控单元与燃油泵的匹配，进入燃油泵后，应进行电控单元与燃油泵的匹配，进入VAS5051的的“引导性功能一电控单元与燃油泵的引导性功能一电控单元与燃油泵的匹配匹配”，按电脑指引操作。在更换高压燃油压力传，按电脑指引操作。在更换高压燃油压力传感器时，应进行传感器设定。感器时，应进行传感器设定。106.故障现象故障现象 一辆一辆2010款速腾，采用款速腾，采用14TSI发动机，行驶里程发动机，行驶里程18 207 km，出现加速无力，启动困难的现象，发动机故障警告，出现加速无力，启动困难的现象，发动机故障警告灯间歇点亮。灯间歇点亮。3-2故障诊断与排除故障诊断与排除 利用利用VAS5051B读取发动机故障码，有读取发动机故障码，有“08851 P2293燃燃油压力调节阀油压力调节阀N276机械故障机械故障”的故障码。清除故障码后启动的故障码。清除故障码后启动发动机运行一段时间，故障码暂时未再出现。进入发动机运行一段时间，故障码暂时未再出现。进入“0108140”读取怠速时第读取怠速时第140组测量值，四个数据区分别显示：组测量值，四个数据区分别显示：“3.2，一，一58.1，700 kPa，01”，与正常车辆，与正常车辆(见表见表2)对对比，显示车辆高压只有比，显示车辆高压只有700 kPa太低，油压调节阀工作时间太低，油压调节阀工作时间不正常，高压燃油系统出现故障。结合电脑记忆的故障码，不正常，高压燃油系统出现故障。结合电脑记忆的故障码，分析故障原因主要有以下几方面：一是分析故障原因主要有以下几方面：一是N276及其线路本身出及其线路本身出现故障；二是高压燃油泵出现故障；现故障；二是高压燃油泵出现故障；107.二是低压燃油系统压力不足。二是低压燃油系统压力不足。先检查先检查N276电阻正常，利用电阻正常，利用VAS5051B进入进入“01一一O3”的执行元件白测试功能，当的执行元件白测试功能，当N276被驱动时，用手摸能被驱动时，用手摸能感受到感受到N276 T作的轻微振动，听到其工作的作的轻微振动，听到其工作的“哒哒哒哒”声，声，说明说明N276的控制及线路正常。再接人压力表测量低压燃油的控制及线路正常。再接人压力表测量低压燃油系统能达到系统能达到700kPa的过压，表明低压燃油系统正常。故障的过压，表明低压燃油系统正常。故障原因集中在高压泵或原因集中在高压泵或N276内部机械故障，由于高压泵和内部机械故障，由于高压泵和N276是集成一体，决定更换高压燃油泵。是集成一体，决定更换高压燃油泵。更换高压泵后，故障排除。更换高压泵后，故障排除。108.109.氧传感器氧传感器平面型氧传感器新型氧传感器类别类别：信号：信号：监测尾气中氧的浓度，并将信息反馈给控制单元，调整喷油量，从而实现发动机的闭环控制，改善发动机的燃烧，减少有害气体的排放。110.装于三元催化反应器。核心为陶瓷材料，两边有涂层。涂层的优点是：对尾气中的氧浓度更敏感。两边涂层的氧浓度不同，产生电压信号。外形没有改变。插脚为4个。监控三元催化转换器是否正常工作。平面型平面型 传感器传感器外部空气电压信号尾气带有涂层的极板控制单元111.构造：构造：宽频带型传感器外形尺寸比跳跃型 传感器仅大几毫米。1 单元泵2 能斯托单元3 传感器加热器4 外界空气通道5 测量室6 放氧通道更换更换 传感器时，必须线与插传感器时，必须线与插头同时更换。头同时更换。新型氧传感器新型氧传感器112装在三元催化反应器前插头为6脚。调整更精确、更精细。通过单元泵工作，可将尾气中的氧吸入测量室，单元泵工作所用电流，即为传递给控制单元的电信号。控制的电压值在450mv附近。宽频带型宽频带型 传感器传感器尾气单元泵单元泵电流扩散通道空气测量室传感器电压113.01-08-30-（111 110）第一位1、0变化01-08-32-（0.06-0.1）01-08-33-（-0.1-+0.1;0.13-3.6V）1+5=0.4-0.5V;2+6=77.5 欧；5+6、2+5 断3+4 加热器电阻2.5-10欧无负荷时第二氧传感器不工作01-08-36-（0.1-0.95）断电0.4-0.5V,该电压要尽量保持恒定，变化过大会损坏三元催化器检查氧传感器检查氧传感器G39/G130114.