德国奥迪公司的这款 4- 缸 -TFSI- 发动机采用了新一代开发标准, 该发动机是以第三代发动机为基型这款新式发动机排量为 2 升, 功率分为两个级别, 其中一种取代了以前的功率等级 1((125 kw kw) 的 1.8 升第三代发动机就发动机机械部分而言, 这两个功率等级的发动

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1 自学手册 SSP645 仅供内部使用 EA888 系列 Audi 2.0 升 -TFSI- 发动机 Audi Service Training

德国奥迪公司的这款 4- 缸 -TFSI- 发动机采用了新一代开发标准, 该发动机是以第三代发动机为基型这款新式发动机排量为 2 升, 功率分为两个级别, 其中一种取代了以前的功率等级 1((125 kw - 147 kw) 的 1.

2 德国奥迪公司的这款 4- 缸 -TFSI- 发动机采用了新一代开发标准, 该发动机是以第三代发动机为基型这款新式发动机排量为 2 升, 功率分为两个级别, 其中一种取代了以前的功率等级 1((125 kw kw) 的 1.8 升第三代发动机就发动机机械部分而言, 这两个功率等级的发动机改动是一样的这方面采用了一系列减小摩擦的措施, 区别在于换气和燃烧方式功率等级 1 的发动机, 采用的是米勒循环燃烧方式 ( 这是 1947 年的专利了 ), 该发动机在 2015 年五月的维也纳发动机学术交流会上, 被誉为本级别发动机中效率最高的汽油发动机进一步开发的目标是 : 降低 CO2- 排放, 以及按法规要求降低颗粒排放这款 2,0l- 第三代 BZ 发动机表明, 即使增大排量, 仍有可能降低油耗 BZ 这个缩写表示的是 B-Zyklus(B 循环 ), 是德国奥迪公司改进过的米勒燃烧方式在 10 多年前, 德国奥迪公司首次推出了带有涡轮增压装置和直喷装置的 TFSI- 发动机, 那时就通过减小外形尺寸和降低转速使得该发动机成为突破科技的里程碑本自学手册中包含有 QR- 码, 您可以通过该码去参阅交互媒体, 见第 30 页上的 QR- 码信息 645_002 本自学手册的学习目标 : 本自学手册为您讲述 EA888 系列第三代 MLBevo 2,0l-4 缸 -TFSI- 发动机的结构和功能, 这种发动机有两种功率等级 :140kW 和 185kW 您在认真学完本自学手册后, 应能回答下述问题 : 与第三代发动机相比, 发动机机械部分有何不同? 润滑系统增压系统燃油系统和喷射系统方面, 有何变化? 功率等级 1 和功率等级 2 的发动机, 有何不同? 米勒循环具体是如何工作的? 2

3 目录引言目标设定 4 发动机系列的开发 5 简介技术数据 6 2,0l-TFSI- 第三代 MLBevo 发动机 8 2,0l-TFSI- 第三代 MLBevo BZ (Audi ultra) 发动机 10 发动机机械部分曲柄连杆机构 12 缸体 14 发动机机油 0W 缸盖 16 链条机构 18 发动机管理系统空气流量计 20 燃烧方式 20 米勒循环 21 德国奥迪公司的新 TFSI- 燃烧方式 (B- 循环 ) 22 售后服务三件式刮油环 27 保养内容 27 附录术语 28 考考你 29 自学手册 30 QR- 码信息 30 记录 31 自学手册讲述的是新车型新部件和新技术结构和功能方面的基本原理自学手册不是维修手册! 所给出的数据只是为了容易明白, 且只与编定本自学手册时的软件版本相对应. 手册内容不再更新了说明保养和维修请参见最新的维修手册! 斜体和带有箭头的名词, 请参见本自学手册后面术语的解释参阅 3

引言目标设定德国奥迪公司在减小尺寸后, 又通过优化尺寸而向前迈了一大步具体说就是有针对性地将发动机创新技术组合到一起, 使得排量功率和扭矩以及耗油量和使用条件相互形成最佳匹配新型发动机最开始是用在了最新一代的 Audi A4 ( 车型 8W) 上了, 以后还会用在大众集团各种车上, 横置和纵置均有

4 引言目标设定德国奥迪公司在减小尺寸后, 又通过优化尺寸而向前迈了一大步具体说就是有针对性地将发动机创新技术组合到一起, 使得排量功率和扭矩以及耗油量和使用条件相互形成最佳匹配新型发动机最开始是用在了最新一代的 Audi A4 ( 车型 8W) 上了, 以后还会用在大众集团各种车上, 横置和纵置均有本自学手册讲述的是生产启动时的 Audi A4 ( 车型 8W) 纵置发动机新型发动机在部分负荷时, 具有小排量发动机的省油的优点 ; 在高负荷时, 又具有大排量发动机的优点因此, 这样的发动机在整个转速范围能, 就实现了极佳的效率和功率特性 645_003 参阅发动机的首次使用以及燃油系统, 详见 SSP644 Audi A4 ( 车型 8W) 4

发动机系列的开发 EA113 和 EA888 系列发动机在很多种奥迪车上已经使用多年了, 是汽油机的基本成员在开发这些发动机时, 降低油耗和减少 CO2- 排放无疑是处于最重要的地位在运动车型上, 比如 Audi S3, 也使用了这个系列的发动机下面就是各代发动机及其特点一览发动机的代数 EA888 3B 3 0/1 2 技术开发 EA113 年份 645_010 EA888-

5 发动机系列的开发 EA113 和 EA888 系列发动机在很多种奥迪车上已经使用多年了, 是汽油机的基本成员在开发这些发动机时, 降低油耗和减少 CO2- 排放无疑是处于最重要的地位在运动车型上, 比如 Audi S3, 也使用了这个系列的发动机下面就是各代发动机及其特点一览发动机的代数 EA888 3B 3 0/1 2 技术开发 EA113 年份 645_010 EA888- 发动机代数主要特点和改进其他信息 0/1 奥迪公司第一台 EA888 -TFSI- 发动机 1,8l- 和 2,0l- 两种按需调节的燃油系统通过正时链条来驱动凸轮轴凸轮轴调节装置在进气侧 SSP384 带有链条的 Audi 1,8l 4V TFSI- 发动机 2 按需调节的机油供给排气侧有奥迪气门升程系统 (AVS) 用于 SULEV- 发动机的二次空气系统 SSP436 链条式 4- 缸 -TFSI- 发动机的改进 3 缸盖内集成排气歧管 (IAGK) 创新温度管理 (ITM) 采用调节元件来调节发动机温度增压系统采用废气涡轮增压器, 带有电动废气泄放阀双喷射系统 (MPI 和 FSI ) SSP606 Audi 1,8l- 和 2,0l-TFSI- 发动机, EA888 系列 ( 第三代 ) 3B 新式 TFSI- 燃烧方法进气侧有奥迪气门升程系统替换 1,8l- 发动机见第 28 页上的术语 5

6 简介技术数据功率等级 1 的发动机, 用于 Audi A4 ( 车型 8W) 功率 kw 扭矩 Nm 功率 kw, 在高效 1 ) 模式时扭矩 Nm, 在高效 1 ) 模式时转速 [1/min] 645_004 特点发动机代码结构形式技术数据 CVKB 4- 缸直列发动机排量 cm 行程 mm 92,8 缸径 mm 82,5 每缸气门数点火顺序压缩比 ,65 : 1 功率 kw, 转速 1/min 140, 在高效模式时 : 140, ) 扭矩 Nm, 转速 1/min 320, 在高效模式时 : 250, ) 燃油高级无铅汽油 ROZ 95 发动机管理系统 λ 调节 / 爆震调节混合气形成 Bosch MED 自适应 λ 调节, 自适应爆震调节连续 ( 两次 ) 直喷 (FSI)- 和进气歧管 (MPI)- 喷射, 带有自适应怠速充气调节废气净化排放标准靠近发动机的陶瓷催化净化器, 涡轮增压器前和催化净化器后的 λ 传感器 EU 6 (W) CO2- 排放 g/km 114 2) 1) 有关切换到高效模式以及与此相关的功率和扭矩曲线变化, 详见第 24 页 2) Audi A4 Avant, 配备前驱和 S tronic 见第 28 页上的术语 6

7 功率等级 2 的发动机, 用于 Audi A4 ( 车型 8W) 功率 kw 扭矩 Nm 转速 [1/min] 645_011 特点发动机代码结构形式技术数据 CYRB 4- 缸直列发动机排量 cm 行程 mm 92,8 缸径 mm 82,5 每缸气门数点火顺序压缩比 9,6 : 1 功率 kw, 转速 1/min 扭矩 Nm, 转速 1/min 燃油发动机管理系统 λ 调节 / 爆震调节混合气形成 185, , 高级无铅汽油 ROZ 95 SIMOS 18.4 自适应 λ 调节, 自适应爆震调节连续 ( 两次 ) 直喷 (FSI)- 和进气歧管 (MPI)- 喷射, 带有自适应怠速充气调节废气净化排放标准靠近发动机的陶瓷催化净化器, 涡轮增压器前和催化净化器后的 λ 传感器 EU 6 (W) CO2- 排放 g/km 129 1) / 139 2) 1) Audi A4 Limousine, 配备前驱和 S tronic 2) Audi A4 Avant, 配备 quattro 四驱和 S tronic 见第 28 页上的术语 7

2,0l-TFSI- 第三代 MLBevo 发动机 ( 功率等级 2) 下面概要列出了与

0 版系统有关智能起停系统的版本信息, 请参见 SSP630 Audi TT ( 车型 FV)

上的 165 kw 2,0l-TFSI- 发动机 ( 发动机代码 CNCB) 活塞活塞几何形状与 165

645_016 活性炭罐系统增大了空气流量采用了降噪措施 645_015 发动机管理系统 Simos

8 2,0l-TFSI- 第三代 MLBevo 发动机 ( 功率等级 2) 下面概要列出了与 2,0l-TFSI- 第三代发动机相比的重要不同之处如果车上装备有智能起停系统, 那么使用的就是 2.0 版系统有关智能起停系统的版本信息, 请参见 SSP630 Audi TT ( 车型 FV) 2,0l-TFSI- 第三代 MLBevo 发动机的基本机型采用的是 Audi A4 ( 车型 8K) 上的 165 kw 2,0l-TFSI- 发动机 ( 发动机代码 CNCB) 活塞活塞几何形状与 165 kw 的基本机型是一样的活塞材料与 Audi S3 ( 车型 8V) 的发动机一致三件式刮油环 645_016 活性炭罐系统增大了空气流量采用了降噪措施 645_015 发动机管理系统 Simos 18.4 系统节气门漏气量减少节气门和燃油高压泵的生产厂家是 Bosch 公司发动机控制单元接在 FlexRay- 总线上 645_014 8

机油供给系统做了调整, 以便适应电动机械式转向系统 (EPS) 和将要使用的摆动稳定装置的空间要求

增大了机油油面最低和最高之间的机油容积, 以保证即使司机以极具运动性的方式驾车行驶, 也仍能保证机油泵吸油侧有足够的机油 645_017

比如排气门注钠废气涡轮增压器最高耐热值高达 950 C 645_018 缸体通风路径转至平衡轴上方由于曲轴箱通风装置的变动,

9 机油供给系统做了调整, 以便适应电动机械式转向系统 (EPS) 和将要使用的摆动稳定装置的空间要求通过机油滤清器模块内的一个止回阀来快速地在所有润滑点处建立起最大机油压力, 尤其是冷机时在缸体内以及缸盖内是没有止回阀的增大了机油油面最低和最高之间的机油容积, 以保证即使司机以极具运动性的方式驾车行驶, 也仍能保证机油泵吸油侧有足够的机油 645_017 缸盖使用了另一种材质 ( 因为功率高, 那么热负荷也就大 ) 增大水套厚度气门机构有所变化 ( 因为功率高, 那么热负荷也就大 ), 比如排气门注钠废气涡轮增压器最高耐热值高达 950 C 645_018 缸体通风路径转至平衡轴上方由于曲轴箱通风装置的变动, 需要定向安装活塞冷却喷嘴, 详见维修手册 645_012 ULEV 125 ( 美国 ) 的变化取消了进气歧管喷射 (MPI) 曲轴箱通风软管可识别 ( 法规要求这样 ) 645_019 9

10 2,0l-TFSI- 第三代 MLBevo BZ (Audi ultra) 发动机 ( 功率等级 1) 下面概要列出了与 185 kw 的 2,0l-TFSI- 第三代 MLBevo 发动机相比的重要不同之处燃油系统压力升至 250 bar 高压系统部件有改动 645_021 链条机构链条导轨加长了正时机构采用非圆形链轮链条张紧器的张力更小了机油泵传动比更快了, 链轮是 22 个齿 ( 以前是 24 个齿 ) 645_029 发动机管理系统 Bosch MED 新燃烧方式 (BZ = B 循环 ) 使用了新的空气流量计 ( 因为采用的是新的燃烧方式 ) 645_020 10

11 其它改变 Bosch 公司的真空泵废气涡轮增压器变小了, 热力学性能有变化新的发动机机油 0W-20 ( 标准为 VW 和 VW 50900) 缸盖奥迪气门升程系统 (AVS) 在进气侧重做了进气道燃烧室挤气带围住气门导管, 以便更好散热排气门的气门杆油封采用双密封唇口 645_ _024 活塞采用了减小摩擦的措施活塞顶有变化 645_022 曲轴主轴承直径变小了 645_ _025 11

12 发动机机械部分曲柄连杆机构就曲柄连杆机构来讲, 改进的重点是降低重量和减小摩擦上功率等级 1 和 2 两种发动机之间, 曲柄连杆机构还是有些不同和特点的, 详述如下一览活塞活塞顶做了调整活塞环三件式刮油环连杆是裂解式连杆曲轴功率等级 1 的发动机, 其轴承直径有所减小见第 28 页上的术语 645_040 12

由于提高了压缩比且采用了新的 TFSI 燃烧方式, 还有一些其它变化燃烧室的挤气面积 ( 也叫挤气带 ) 更大了, 因此就必须要采用更小些的进气门了增大挤气带, 最大的作用是盖上气缸内燃油和空气的涡流强度与此相应,

13 曲轴与第三代发动机相比, 功率等级 2 的发动机的主轴承直径保持不变 ; 而功率等级 1 的发动机的主轴承直径有所缩小, 缩小到与以前的 1,8l-TFSI- 发动机相同了这样可进一步减轻重量这两种曲轴都配备有 4 个平衡配重功率等级 1 功率等级 2 645_ _023 活塞和气门在功率等级 2 的发动机上, 这些件基本上就是直接取自前代的发动机只有活塞环有修改, 现在使用的是三件式刮油环, 请参见第 27 页上的三件式刮油环在功率等级 1 的发动机上, 由于提高了压缩比且采用了新的 TFSI 燃烧方式, 还有一些其它变化燃烧室的挤气面积 ( 也叫挤气带 ) 更大了, 因此就必须要采用更小些的进气门了增大挤气带, 最大的作用是盖上气缸内燃油和空气的涡流强度与此相应, 气门凹座形状也得与活塞顶相适应, 且通过增大所谓的 ε- 区来进行补偿另外, 进气门和排气门的气门杆也稍微长了一些排气门的直径仍保持不变功率等级 1 功率等级 2 挤气带变小的进气门大小保持不变的排气门变化了的气门凹座增大了的 ε- 区气流凹腔 645_ _027 13

缸体曲轴箱通风功率等级 1 的发动机将奥迪气门升程系统 (AVS) 转移到进气侧了, 因此曲轴箱通风装置也得有相应变动在以前, 窜气的取气点是在 3 缸和 4 缸的曲轴箱内, 现在的窜气是从 1 缸和 2 缸的曲轴箱取气窜气从那里进入到平衡轴壳体有一个开了槽的套管插入平衡轴壳体内, 窜气会穿过这个套管由于平衡轴的旋转 ( 离心作用 ), 窜气中的大部分机油会被分离出来 (

14 缸体曲轴箱通风功率等级 1 的发动机将奥迪气门升程系统 (AVS) 转移到进气侧了, 因此曲轴箱通风装置也得有相应变动在以前, 窜气的取气点是在 3 缸和 4 缸的曲轴箱内, 现在的窜气是从 1 缸和 2 缸的曲轴箱取气窜气从那里进入到平衡轴壳体有一个开了槽的套管插入平衡轴壳体内, 窜气会穿过这个套管由于平衡轴的旋转 ( 离心作用 ), 窜气中的大部分机油会被分离出来 ( 机油粗分离器 ) 并流回油底壳窜气继续去往缸盖内的机油细分离器 ( 与 2,0l-TFSI- 第三代发动机一样 ) 曲轴箱 1 和 2 内的窜气取气点平衡轴窜气流向机油细分离器模块开槽的套管缸体内的窜气缸体 1 和 2 的曲轴箱上的窜气引入点 645_032 见第 28 页上的术语参阅机油细分离器模块功能方面, 详见 SSP606 Audi 1,8l- 和 2,0l-TFSI- 发动机, EA888 系列 ( 第三代 ) 14

活塞冷却喷嘴由于功率等级 1 的发动机的曲轴箱通风装置有所变化 ( 窜气要绕过平衡轴 ), 因此缸体的制造也有变化这就影响到活塞冷却喷嘴的安装位置了 ( 现在不再位于曲轴箱处了 ) 在以前, 是有一个定位棱边用于安装活塞冷却喷嘴的因此现在在这款新发动机上安装活塞冷却喷嘴时, 要注意精确对准, 否则就无法保证活塞冷却功能的可靠了以前的结构新的结构

说明下面表述的所有修改和创新, 都是只针对功率等级 1 的发动机而言的发动机机油 0W-20 为了进一步减小摩擦 ( 也就降低了燃油消耗量 ), 功率等级 1 的发动机使用了 0W-20 机油, 其标准为 VW 50800 和 VW 50900 这种新发动机机油有下述特点 : 这种机油能更快地建立起压力, 因为其流动性好 ( 粘度低 ),

15 活塞冷却喷嘴由于功率等级 1 的发动机的曲轴箱通风装置有所变化 ( 窜气要绕过平衡轴 ), 因此缸体的制造也有变化这就影响到活塞冷却喷嘴的安装位置了 ( 现在不再位于曲轴箱处了 ) 在以前, 是有一个定位棱边用于安装活塞冷却喷嘴的因此现在在这款新发动机上安装活塞冷却喷嘴时, 要注意精确对准, 否则就无法保证活塞冷却功能的可靠了以前的结构新的结构 645_ _026 曲轴箱上活塞冷却喷嘴的定位棱边活塞冷却喷嘴, 安装时要注意对准方向参阅装配活塞冷却喷嘴的详细信息, 请参见维修手册! 说明下面表述的所有修改和创新, 都是只针对功率等级 1 的发动机而言的发动机机油 0W-20 为了进一步减小摩擦 ( 也就降低了燃油消耗量 ), 功率等级 1 的发动机使用了 0W-20 机油, 其标准为 VW 和 VW 这种新发动机机油有下述特点 : 这种机油能更快地建立起压力, 因为其流动性好 ( 粘度低 ), 因此这种机油也就能更快地到达润滑点另外, 这种机油也更适合经常短程行驶的情况, 因为发动机内的摩擦小 ( 机油阻力小 ) 另外, 这种机油不能向下兼容, 就是说 : 这种机油只能用于相应的发动机由于机油黏度低的话, 机油压力建立就慢些, 因此功率等级 1 的 2,0l- TFSI- 第三代 MLBevo 发动机上的机油泵转得就要快一些另外, 机油滤清器壳体内集成了一个新式止回阀这种新机油中混有化学识别色 ( 绿色 ), 因此极易识别说明请留意生产厂家对这种新发动机机油的说明, 比如随车的使用说明书必须要遵守最新保养表中的机油粘度以及相应的机油标准 15

缸盖功率等级 2 的发动机的缸盖基本上就是直接取自第三代 2,0l-TFSI- 发动机, 但是功率等级 1 的发动机缸盖则做了很多改动了这是为了适应新的 TFSI- 燃烧方式必须要做的, 但是这对降低运行噪音和改善爆震倾向也是有好处的功率等级 1 的发动机缸盖做了如下改动 : 将奥迪气门升程系统 (AVS) 转移到进气侧了 FSI- 喷油阀位置更靠近燃烧室气缸盖罩有变化,

16 缸盖功率等级 2 的发动机的缸盖基本上就是直接取自第三代 2,0l-TFSI- 发动机, 但是功率等级 1 的发动机缸盖则做了很多改动了这是为了适应新的 TFSI- 燃烧方式必须要做的, 但是这对降低运行噪音和改善爆震倾向也是有好处的功率等级 1 的发动机缸盖做了如下改动 : 将奥迪气门升程系统 (AVS) 转移到进气侧了 FSI- 喷油阀位置更靠近燃烧室气缸盖罩有变化, 因为要适合改变了安装位置的奥迪气门升程系统 (AVS) 压缩比从 9,6:1 提高到 11,7:1( 是通过缩小压缩容积实现的 ) 进气道形状重新构造了, 就是说更直了, 这样可以改善充气运动火花塞和高压喷油阀以及活塞形状都针对燃烧室形状做了重新匹配气门挤气带有变化燃烧室顶下沉 9 mm 活塞形状有变化围住气门导管, 以便更好散热排气门的气门杆油封采用双密封唇口功率等级 1 气缸盖罩凸轮轴调节元件 1 8 (AVS) F366 F373 排气门气门杆油封进气道气缸 1 4 (FSI) 喷油阀 N30 N33 挤气带 645_031 16

F373 排气侧 : 凸轮轴调节元件 1 8 (AVS) F366 F373 进气凸轮轴, 带有可移动凸轮块进气凸轮轴排气凸轮轴排气凸轮轴, 带有可移动凸轮块

17 气缸盖罩和凸轮由于功率等级 1 的发动机上奥迪气门升程系统 (AVS) 位置有变化, 因此在这种发动机上的发动机盖罩也做了相应改变气门升程系统的凸轮轴调节元件管接头在进气侧进气凸轮轴上有外齿轮, 气门升程系统的可移动凸轮块就布置在外齿轮上功率等级 1 功率等级 2 气缸盖罩气缸盖罩进气侧 : 凸轮轴调节元件 1 8 (AVS) F366 F373 排气侧 : 凸轮轴调节元件 1 8 (AVS) F366 F373 进气凸轮轴, 带有可移动凸轮块进气凸轮轴排气凸轮轴排气凸轮轴, 带有可移动凸轮块 645_ _046 参阅奥迪气门升程系统 (AVS) 的基本功能, 详见 SSP411 Audi 2,8l- 和 3,2l-FSI- 发动机, 带有气门升程系统 (AVS) 17

18 链条机构链条的基本结构直接取自第三代发动机, 但是有所改进由于摩擦又有降低, 所以链条结构所需的驱动功率也降低了功率等级 1 的发动机还有许多变化, 下面会介绍各个措施的情况链条导向装置导轨用于在两个凸轮轴正时齿轮间引导链条, 但是它几乎不接触链条导轨加长了, 且用螺栓拧在气缸盖罩上, 以作为防跳板使用导轨防跳板, 上导轨防跳板, 下导轨导轨的两端装有防跳板, 该措施在线生产的第三代 2,0l-TFSI- 发动机上就已经采用了 645_033 18

平衡轴的驱动在平衡轴驱动中, 采用了下述措施来减小摩擦 : 链条更窄, 且将链节数从 96 降至 94 链条换向部分尺寸减小了采用新的张紧导轨和导轨新的链轮链条减振器的减振特性更软了平衡轴正时机构的驱动轮正时机构的驱动轮凸轮轴上凸轮轮廓的特殊形状, 会在正时机构上产生力

19 平衡轴的驱动在平衡轴驱动中, 采用了下述措施来减小摩擦 : 链条更窄, 且将链节数从 96 降至 94 链条换向部分尺寸减小了采用新的张紧导轨和导轨新的链轮链条减振器的减振特性更软了平衡轴正时机构的驱动轮正时机构的驱动轮凸轮轴上凸轮轮廓的特殊形状, 会在正时机构上产生力因此正时链条的驱动链轮形状就不是圆的, 有点像三叶草的形状这就减小了链条力以及链条张紧器的运动, 链条张紧器也就可以结构简单些了 ( 无压力限值阀 ) 机油泵机油泵的驱动传动比有所变化, 以便使得机油泵能转得更快因此, 链轮现在是有 22 个齿, 而不是 24 个齿需要这样的变化, 是因为要保证新发动机机油 0W-20 能顺利到达润滑点 19

.1.10 在这种系统上, 是使用另行安装的一个空气流量计来测量吸入的空气的之所以需要这样, 是因为在 B- 循环工作时, 节气门开度非常大, 只有用空气流量计才能识别出回流气流 645_034 燃烧方式德国奥迪公司在功率等级 1 的发动机上首次采用了一种新的燃烧方式其目标也非常之明确,

就想设计一种发动机, 该发动机可以大大提高内燃机的热效率, 同时还可以绕开 Nicolaus August Otto 开发的 4 冲程发动机专利在阿特金森 (Atkinson) 发动机上, 所有 4 个冲程都是在曲轴转一圈内通过曲柄连杆的特殊结构来实现的由于曲轴运动必须导致活塞有两次向上的运动,

20 发动机管理系统空气流量计功率等级 1 的发动机, 使用的是 Bosch 公司的发动机管理系统 MED 在这种系统上, 是使用另行安装的一个空气流量计来测量吸入的空气的之所以需要这样, 是因为在 B- 循环工作时, 节气门开度非常大, 只有用空气流量计才能识别出回流气流 645_034 燃烧方式德国奥迪公司在功率等级 1 的发动机上首次采用了一种新的燃烧方式其目标也非常之明确, 就是要降低燃油消耗具体实施方式就是缩短压缩过程在内燃机的开发史上, 早就有类似的用于改善汽油机效率的措施了, 比如阿特金森 (Atkinson) 循环和米勒 (Miller) 循环阿特金森 (Atkinson) 循环在 1882 年, 英国人 James Atkinson( 詹姆斯阿特金森 ) 就想设计一种发动机, 该发动机可以大大提高内燃机的热效率, 同时还可以绕开 Nicolaus August Otto 开发的 4 冲程发动机专利在阿特金森 (Atkinson) 发动机上, 所有 4 个冲程都是在曲轴转一圈内通过曲柄连杆的特殊结构来实现的由于曲轴运动必须导致活塞有两次向上的运动, 阿特金森就能把活塞行程设计成不同的长度, 于是就采用了较短的压缩行程和较长膨胀行程 ( 做功行程 ) 曲柄连杆机构是这样设计的 : 压缩比小于膨胀比活塞在做功和排气时, 行程是大于进气和压缩行程的进气门关闭是很晚的, 是在压缩行程下止点 (UT) 后这样的好处在于 : 较大的膨胀比可以提高发动机效率工作行程持续时间较长, 这样的话耗费在废气中的热量就减少了但是不利之处在于 : 在转速较低时, 发动机的输出扭矩会很小阿特金森 (Atkinson) 发动机需要有相对较高的转速, 以保证输出必要的功率, 防止出现发动机憋死要想实现埃特金森循环, 需要有复杂的曲柄连杆机构才行, 这是很难的进气和压缩之间的活塞处于下止点 (UT) 做功和排气之间的活塞处于下止点 (UT) 进气时的活塞行程做功时的活塞行程 645_ _036 请扫描 QR- 码, 以便获得更多关于阿特金森循环方面的内容 20

21 米勒 (Miller) 循环另一种能改变压缩比和膨胀比的方式, 就是采用米勒 (Miller) 循环该循环是发明人米勒 (Miller) 在 1947 年申请专利的在以前, 亚洲有几家汽车制造厂大量使用米勒循环发动机米勒这项发明的目的, 是想把阿特金森 (Atkinson) 循环用到正常曲轴式发动机上, 并利用其积极的一面这样的话, 就可以不必使用阿特金森 (Atkinson) 循环上的那种复杂的曲柄连杆机构了基本原理在采用米勒循环的发动机上, 气门机构的控制比较特殊这会引起下述反应, 尤其是在进气行程时 : 这种特殊性, 最根本的是要提前关闭进气门 ( 与正常奥托发动机相比较而言 ) 较小的进气量压缩压力基本保持不变减小了压缩比增大了膨胀比优点通过改变气门开启时间, 就是说增大膨胀比, 可以实现非节气门负荷调节, 那就大大提高了发动机工作效率减小压缩比可以降低废气中氮氧化物排放量充气温度很低缺点转速较低时扭矩很小这个缺点可以通过增压来补偿由于减小了有效压缩比, 因此效率有所降低这个缺点可以通过增压和增压空气冷却来补偿至少需要凸轮轴调整一次相位燃烧有所改善 21

德国奥迪公司的新 TFSI- 燃烧方式 (B- 循环 ) 功率等级 1 的 2,0l-TFSI- 发动机上的这种新 TFSI 燃烧方式, 就是一种改进型的米勒燃烧方式因此, 尽管因排量大而导致发动机内部摩擦较大, 但是与第三代 1,8l-TFSI- 发动机相比, 耗油量仍是较低的这种燃烧方式就被称作延长了膨胀的燃烧方式, 或者也叫 B 循环从实际来讲,

气门位置和活塞位置的对比部分负荷时全负荷时基本压缩大进气门关闭得早气门开启时间短废气排放非常低进气门关闭得晚气门开启时间长扭矩大功率高由于气门升程小, 因此进气门开启也不那么大, 那么开启截面也很小由于气门升程达到最大, 因此进气门正常开启, 那么开启截面就很大 645_042 645_043 用奥迪气门升程系统 (AVS) 来调节气门升程在凸轮块上,

22 德国奥迪公司的新 TFSI- 燃烧方式 (B- 循环 ) 功率等级 1 的 2,0l-TFSI- 发动机上的这种新 TFSI 燃烧方式, 就是一种改进型的米勒燃烧方式因此, 尽管因排量大而导致发动机内部摩擦较大, 但是与第三代 1,8l-TFSI- 发动机相比, 耗油量仍是较低的这种燃烧方式就被称作延长了膨胀的燃烧方式, 或者也叫 B 循环从实际来讲, 其实不是延长了膨胀过程, 而是缩短了压缩过程通过奥迪气门升程系统 (AVS) 来改变进气气门的开启时间气门升程系统作用到一个凸轮上, 一方面可以改变气门打开时间 ( 提前关闭进气门 ), 另一方面还可以让进气门打开程度小一些只有把这种燃烧方式与排量更小些的发动机 ( 这种发动机在总行程减小时有相似的新鲜混合气压缩特性 ) 比较时, 才能觉得延长了膨胀过程很恰当气门位置和活塞位置的对比部分负荷时全负荷时基本压缩大进气门关闭得早气门开启时间短废气排放非常低进气门关闭得晚气门开启时间长扭矩大功率高由于气门升程小, 因此进气门开启也不那么大, 那么开启截面也很小由于气门升程达到最大, 因此进气门正常开启, 那么开启截面就很大 645_ _043 用奥迪气门升程系统 (AVS) 来调节气门升程在凸轮块上, 每个气门有两个凸轮轮廓凸轮的配气相位是按照所期望的发动机特性曲线设计的因此可以影响开启时长和时间点以及气门升程 ( 开启横截面 ) 如果使用的是小的凸轮轮廓 ( 图中绿色的 ), 那么开启时长可达 140 曲轴角 ; 如果使用的是大的凸轮轮廓 ( 图中红色的 ) 且达到最大升程, 那么开启时长可达 170 曲轴角不同的凸轮高度对气门升程的影响 140 KW 170 KW 645_052 22

mm), 第三 B 代 2,0l-TFSI- 发动机与第三代 2,0l-TFSI- 发动机在发动机转速为 2000 转 / 分钟且有效平均压力 (pme) 为 6 bar 时, 活塞的位置情况采用传统燃烧方式的第三代 2,0l-TFSI- 发动机采用新 B-

23 特色奥迪公司新 TFSI- 燃烧方式有如下特点 : 在发动机部分负荷时工作提高了几何压缩比改变了燃烧室形状 ( 挤压带, 气门直径, 活塞形状 ) 压缩阶段缩短了 ( 与米勒燃烧方式类似 ) 膨胀比大于压缩比 ( 与米勒燃烧方式类似 ) 修改了缸盖内的进气道 ( 产生涡旋 ) 压缩行程中的活塞位置对比下面的图展示的是进气门关闭时间点时, 活塞位置的对比 ( 是采用传统燃烧方式的第三代 2,0l-TFSI- 发动机与采用新 B- 循环燃烧方式的第三代 2,0l-TFSI- 发动机之间的对比 ) 这些图表示的是在进气门关闭时 (hv = 1,0 mm), 第三 B 代 2,0l-TFSI- 发动机与第三代 2,0l-TFSI- 发动机在发动机转速为 2000 转 / 分钟且有效平均压力 (pme) 为 6 bar 时, 活塞的位置情况采用传统燃烧方式的第三代 2,0l-TFSI- 发动机采用新 B- 循环燃烧方式的第三代 2,0l-TFSI- 发动机进气阶段的活塞行程进气门在下止点前 20 曲轴角时关闭进气门在下止点前 70 曲轴角时关闭 645_041 请扫描 QR- 码, 以便获得更多关于气缸盖变化方面的内容请扫描 QR- 码, 以便获得更多关于整个发动机变化方面的内容 23

工作策略发动机起动进气凸轮轴靠在小凸轮上, 就是说 : 升程小且是 140 曲轴角的较短的进气相位, 进气门开启时长也短在起动过程中, 根据压缩行程和 / 或进气行程的发动机温度情况来喷油 ( 单次喷油, 多次喷油 ) 预热阶段在冷却液温度不超过 70 C 时,FSI 喷油系统是单次或双次喷射根据转速负荷和温度而切换到 MPI- 喷射发动机在正常工作温度时运行按 B-

24 工作策略发动机起动进气凸轮轴靠在小凸轮上, 就是说 : 升程小且是 140 曲轴角的较短的进气相位, 进气门开启时长也短在起动过程中, 根据压缩行程和 / 或进气行程的发动机温度情况来喷油 ( 单次喷油, 多次喷油 ) 预热阶段在冷却液温度不超过 70 C 时,FSI 喷油系统是单次或双次喷射根据转速负荷和温度而切换到 MPI- 喷射发动机在正常工作温度时运行按 B- 循环时的负荷要求或者全负荷特性曲线在 B 循环时 B- 循环燃烧方式用在怠速和部分负荷时进气凸轮轴靠在小凸轮上在发动机转速不超过 /min 时, 在低负荷和部分负荷情况下, 是通过 MPI- 喷油阀喷油的进气歧管翻板仅在低负荷时使用节气门尽可能打开增压压力提高了 ( 高达 2,2 bar ) 这样的话, 在进气门短暂的打开期间, 气缸内的新鲜混合气充注效果会很好全负荷特性曲线进气凸轮轴借助奥迪气门升程系统 (AVS) 切换到全负荷轮廓, 这要进气相位转动 170 曲轴角进气歧管翻板在全负荷时是打开着的燃油喷射是 FSI 喷射系统按特性曲线来进行的根据需要最多可喷三次燃油每次喷油量和喷油时间点各不相同节气门转入正常工作模式高效模式如果司机在 Audi drive select 中选择了发动机的高效模式, 那么发动机机控制单元就会把发动机扭矩限制为不超过 250 Nm, 转速在 5300 转 / 分钟时才会达到 140 kw 这个功率机油泵的调节级 320 Nm 140 kw 有效平均压力 bar 低压级高压级发动机转速 [1/min] 645_049 24

25 喷射系统和冷却系统 320 Nm 140 kw 有效平均压力 bar FSI- 喷射 MPI- 喷射 105 C 冷却液发动机转速 [1/min] 645_050 进气歧管翻板和奥迪气门升程系统 (AVS) 320 Nm 140 kw 有效平均压力 bar AVS 的气门升程较小 1 AVS 的气门升程较大进气歧管翻板已关闭发动机转速 [1/min] 645_051 1 从大升程切换回小升程的界限 25

气缸内的过程下面展示的是与普通奥托发动机相比的燃烧特性工作行程普通燃烧方式新燃烧方式 (B- 循环 ) 进气活塞从上止点向下止点运动进气门在远未到下止点时就关闭了在进气门关闭后, 气缸内压力就降低了, 因为活塞还在继续向下运动压缩活塞从下止点向上止点运动必须先补偿压力的降低在下止点前 70 曲轴角时, 压力又回到进气行程时的压力水平了采用普通燃烧方式时,

26 气缸内的过程下面展示的是与普通奥托发动机相比的燃烧特性工作行程普通燃烧方式新燃烧方式 (B- 循环 ) 进气活塞从上止点向下止点运动进气门在远未到下止点时就关闭了在进气门关闭后, 气缸内压力就降低了, 因为活塞还在继续向下运动压缩活塞从下止点向上止点运动必须先补偿压力的降低在下止点前 70 曲轴角时, 压力又回到进气行程时的压力水平了采用普通燃烧方式时, 这时的压力已经很高了由于几何压缩比较高, 采用新燃烧方式时压力上升就很快在上止点时, 这个压力大约是 12 bar 总的来说, 采用新燃烧方式时, 平均压力是较高的, 因此效率也就高做功行程开始活塞从上止点向下止点运动采用新燃烧方式时, 由于燃烧室容积很小, 因此膨胀过程会产生一个很高的压力排气活塞从下止点向上止点运动由于不同的混合气质量和不同的热传导, 新燃烧方式产生的效率提高是很小的 26

售后服务三件式刮油环三件式刮油环由两个薄的环形刮油件和一个间隔膨胀弹簧组成, 这个弹簧用于将环形刮油件顶靠在气缸壁上尽管预张紧力很小, 但是这个三件式刮油环能与气缸形状很好地配合这种刮油环摩擦小且刮油效果好装配说明装配时, 必须要保证膨胀弹簧安装在正确位置上尤其是活塞在供货时已预装了活塞环时更应注意这点弹簧端部有滑至重叠的可能性为方便检查, 弹簧两端有颜色标识

27 售后服务三件式刮油环三件式刮油环由两个薄的环形刮油件和一个间隔膨胀弹簧组成, 这个弹簧用于将环形刮油件顶靠在气缸壁上尽管预张紧力很小, 但是这个三件式刮油环能与气缸形状很好地配合这种刮油环摩擦小且刮油效果好装配说明装配时, 必须要保证膨胀弹簧安装在正确位置上尤其是活塞在供货时已预装了活塞环时更应注意这点弹簧端部有滑至重叠的可能性为方便检查, 弹簧两端有颜色标识膨胀弹簧不应有重叠, 否则就无法保证刮油环的功能了三件式刮油环的开口在安装状态时, 必须相互错开 120 开口三件式刮油环组成如下 : 上部环形刮油件间隔膨胀弹簧下部环形刮油件颜色标识 1 颜色标识 2 645_045 说明在把三件式机油刮油环装到活塞上时, 请务必留意维修手册上的操作说明保养内容更换机油根据保养周期指示, 具体取决于即使方式和使用条件, 在 km / 每年和 km / 两年之间更换空气滤清器更换火花塞更换燃油滤清器正时机构 km km / 6 年链条 ( 终生不必更换 ) 说明注意最新维修手册中的相关规定 27

附录术语本自学手册中斜体字和带有箭头的名词, 详细说明见下面窜气在发动机工作过程中, 气体 ( 窜气 ) 会从燃烧室经活塞而进入曲轴箱原因是燃烧室的压力很高且活塞环密封不可能非常严

级以及 19 kw 36 kw 37 kw 55 kw 56 kw 74 kw 75 kw 129 kw 和 130 kw 560 kw 这些功率等级, 也分可变发动机转速和不可变发动机转速裂解式连杆

Sollbruchstelle 是 Multi Point Injection 的缩写, 就是多点喷射的意思, 是汽油机使用的一种燃油喷射装置, 其燃油是喷在进气门前的 ( 就是喷入进气歧管 ) 在某些发动机上,MPI 与

28 附录术语本自学手册中斜体字和带有箭头的名词, 详细说明见下面窜气在发动机工作过程中, 气体 ( 窜气 ) 会从燃烧室经活塞而进入曲轴箱原因是燃烧室的压力很高且活塞环密封不可能非常严窜气经曲轴箱通风装置抽出而被送往燃烧室功率等级在联邦德国, 根据联邦环境保护法 ( 对内燃机的排放值有要求 ) 和欧洲议会的要求, 将移动做功机械细分成各个功率等级具体分为 I II IIIA IIIB 和 IV 级以及 19 kw 36 kw 37 kw 55 kw 56 kw 74 kw 75 kw 129 kw 和 130 kw 560 kw 这些功率等级, 也分可变发动机转速和不可变发动机转速裂解式连杆连杆的这个名称来源于其制造方式具体说, 连杆体和连杆盖是在特定部位给断开的 ( 断裂 ) 这种生产方式的优点是 : 两个断裂开的部件匹配精度高 Bruchflächen MPI 645_054 Sollbruchstelle 是 Multi Point Injection 的缩写, 就是多点喷射的意思, 是汽油机使用的一种燃油喷射装置, 其燃油是喷在进气门前的 ( 就是喷入进气歧管 ) 在某些发动机上,MPI 与 FSI 一起使用 FSI 是 Fuel Stratified Injection 的缩写, 就是燃油分层喷射的意思, 是奥迪公司在汽油机上使用的一种技术, 是把燃油直接喷入燃烧室了燃油喷射时的压力高达 200 bar MPI- 喷油阀进气歧管 645_053 FSI- 喷油阀燃烧室 645_055 28

29 考考你 1. 在 Audi A4 ( 车型 8W) 上市时, 也使用了一种新的发动机机油 (0W-20), 请问那些发动机可以使用这种机油? a) 仅用于大功率发动机, 比如 S- 型车上的 b) 可用于所有新发动机, 且向下兼容所有其它发动机 c) 适用于为此机油设计的新汽油机和柴油机 2. 新 2,0l-TFSI- 发动机与其前代机型 (EA888 第三代 ) 相比, 曲轴箱通风系统方面, 有什么改动? a) 该系统设计成了顶通风形式, 通风装置在发动机负荷较高时, 才会工作 b) 曲轴箱是通过一个新的取气点来进行通风的, 该取气点在一根平衡轴旁通风路径和窜气净化以及通气与以前的发动机相同 c) Audi A4 ( 车型 8W) 上的新 2,0l-TFSI- 发动机与第三代 EA888 发动机相比, 曲轴通风系统并无变化 3. 2,0l-TFSI- 发动机 ( 代码 CVKB ) 上的奥迪气门升程系统 (AVS) 是做什么用的? a) 如果发动机管理系统在部分负荷情况下要求使用 B- 循环燃烧方式, 就会激活奥迪气门升程系统 (AVS) 这样就可以让进气门升程较小且气门开启角度尽量的大 b) 如果发动机管理系统让奥迪气门升程系统 (AVS) 调节排气凸轮轴上的凸轮块, 那么排气门的开度就会小一些这就使得发动机转速较低时废气涡轮增压器进气更好, 增压压力形成就更快了 c) 如果发动机管理系统在部分负荷时激活奥迪气门升程系统 (AVS), 那么两个气缸上的气门就不再打开了参考答案 : 1 c; 2 b; 3 a 29

自学手册关于 EA888 发动机系列技术的详细信息, 请参阅下述自学手册 SSP 384 带有链条的 Audi 1,8l 4V TFSI- 发动机 SSP 411 带有奥迪气门升程系统的 Audi 2,8l- 和 3,2l-FSI- 发动机发动机机械部分按需调节的燃油供给系统奥迪气门升程系统

A4 ( 车型 8W) 发动机机械部分和子系统的基本信息燃油系统 QR- 码 (( 快速响应矩阵二维码 ) 信息为了使您更好地理解内容, 本自学手册增加了电子媒体 ( 动画视频和 Mini-WBT) 电子媒体的内容隐藏在在二维码 ( 就是二维像素矩阵 ) 后的页面中

和许多使用安桌系统的装置上, 您可以将登陆数据存储到移动浏览器上, 这就方便了下次登陆了为防止非法使用, 请您为您的移动设置 PIN 码请在您的移动设备中安装 Apple 或者 Google 官方 App Store 中的相应二维码扫描程序有些媒体您还可能需要其它播放器请注意,

30 自学手册关于 EA888 发动机系列技术的详细信息, 请参阅下述自学手册 SSP 384 带有链条的 Audi 1,8l 4V TFSI- 发动机 SSP 411 带有奥迪气门升程系统的 Audi 2,8l- 和 3,2l-FSI- 发动机发动机机械部分按需调节的燃油供给系统奥迪气门升程系统 (AVS) SSP 436 带有链条机构的 4- 缸 TFSI- 发动机的改动 SSP 606 第三代 EA888 Audi 1,8l- 和 2,0l- TFSI- 发动机按需调节的机油泵增压系统发动机机械部分燃油高压和低压系统 SSP 626 奥迪发动机技术基本原理 SSP 644 Audi A4 ( 车型 8W) 发动机机械部分和子系统的基本信息燃油系统 QR- 码 (( 快速响应矩阵二维码 ) 信息为了使您更好地理解内容, 本自学手册增加了电子媒体 ( 动画视频和 Mini-WBT) 电子媒体的内容隐藏在在二维码 ( 就是二维像素矩阵 ) 后的页面中可以用平板电脑或者智能手机来扫描这些二维码, 并在网址中实施转换, 为此需要联网所有电子媒体都放在 Group Training Online(GTO) 上了, 您需要有一个用户账号, 且在扫描了二维码后且在首次调用 emedien 需要登录到 GTO 上在 iphone ipad 和许多使用安桌系统的装置上, 您可以将登陆数据存储到移动浏览器上, 这就方便了下次登陆了为防止非法使用, 请您为您的移动设置 PIN 码请在您的移动设备中安装 Apple 或者 Google 官方 App Store 中的相应二维码扫描程序有些媒体您还可能需要其它播放器请注意, 要是您通过移动无线网络来使用 emedien 的话, 可能会产生巨额费用, 尤其是在国外漫游时所以您对此要格外留意最好是在 WLAN 上来使用. 在个人电脑和笔记本电脑上, 您可点击自学手册 PDF 文件上的 emedien 图标, 就是在 GTO-Login 后在线调用 Apple 是苹果公司注册商标 Google 是谷歌公司注册商标 30

31 Notizen 31

32 张民一汽 - 大众汽车有限公司

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