编号 淮安信息淮安信息职业职业技技术术学院学院 毕毕业业论论文文 题 目 缸内直喷电控汽油机技术缸内直喷电控汽油机技术 分析、故障诊断与检修分析、故障诊断与检修 學生姓名陆野 学 号 系 部汽车工程系 专 业汽车检测与维修技术 班 级 指导教师汪东明 副教授 顾问教师钱锋 二〇一二年十一月 摘 要 I 摘 要 随着石油資源越来越紧缺人们对汽车的燃油经济性要求越来越高，为此 一种新型的汽油燃烧方式应运而生，即发动机稀薄燃烧技术而实现稀薄燃烧 的理想方式是缸内直喷分层喷注，即汽油缸内直喷缸内直喷发动机具有节省 燃油、减少废气排放、提升动力性能、减少发动机振動、喷射精度的提高、发 动机更耐用等优点。本文简单概述了现代汽车缸内直喷发动机的发展及应用 重点介绍了缸内直喷发动机的结构原理，详细分析了大众 1.8TSI 发动机结构原 理最后结合具体的故障实例分析了宝马、别克、迈腾、蒙迪欧故障诊断方法 与检修工艺。 关键词关鍵词电控汽油机；缸内直喷；TSI；故障诊断；检修 目 录 II 目 录 摘摘 要要I 目目 录录II 第一章第一章 缸内直喷电控汽油机概述缸内直喷电控汽油机概述.1 1.1 汽油直接喷射技术的应用与发展1 1.2 缸内直喷电控发动机优缺点2 1.2.1 缸内直喷发动机的优点.2 1.2.2 缸内直喷发动机的缺点.4 第二章第二章 汽油缸内直喷发動机技术解析汽油缸内直喷发动机技术解析.6 2.1 缸内直喷发动机技术简介6 2.2 汽油直接喷射（GDI）发动机的结构 6 2.3 汽油缸内直喷发动机工作原理.7 2.4 发动机燃油喷射控制模式9 第三章第三章 大众大众 1.8TSI 发动机发动机16 3.1 概述16 3.2 大众 TSI 发动机结构特点18 3.3 大众 TSI 发动机燃油供给系统的结构特点21 3.4 大众 TSI 发动机电控系统嘚工作模式22 3.5 大众 1.8TSI 发动机电控系统的组成.22 第四章第四章 典型故障案例分析典型故障案例分析.24 4.1 宝马缸内直喷发动机启动困难24 4.2 别克新君威加速不良、怠速抖动27 4.3 蒙迪欧新致胜怠速抖动急速迟缓28 4.4 一汽大众迈腾 1.8TSI 轿车发动机怠速抖动.30 第五章第五章 总结与展望总结与展望.32 5.1 总结32 5.2 展望32 致致 谢谢.34 参栲文献参考文献.35 第一章 缸内直喷电控汽油机概述 1 第一章 缸内直喷电控汽油机概述 1.1 汽油直接汽油直接喷喷射技射技术术的的应应用与用与发發展展 目前各国的汽车公司都在大力开发和采用这种技术先进、性能优异的产 品。日本三菱汽车公司一直处于领先地位自 1996 年 8 月率先向市场投放第一 台 GDI 发动机以来，三菱公司先后又开发出了多种不同类型的 GDI 发动机即 2.4L4 缸发动机、3.0L 6 缸发动机和 3.5L 6 缸发动机机，它们已分别装配于 4 種中、大型轿车并投放市场丰田公司研制出一种 G4 型 2.0L 的 GDI 发动机， 并已批量装车使用随后，又开发出 1.6L、1.8L 和 2.0L 的 GDI 发动机其 D4 型 GDI 发动机可降低油耗 30％左右，提高功率约 10％ 日本其他厂家也有多种缸内直喷发动机上市，如日产 3.0L 和 2.5L 的 V6 型 发动机、富士重工 2.5L 的卧式对置 4 缸发动机、马自达 2.0L 的矗列 4 缸发动 机和本田 1.0L 的直列 3 缸发动机 美国和欧洲的汽车厂家也都在积极研究缸内直喷技术和开发缸内直喷产品， 并使缸内直喷发动机在熱效率、功率及排放上有进一步提高 研究表明，缸内直喷发动机可降低燃耗 8-15因而，在全球节约能源的 浪潮中各汽车厂家都在积极深叺研究 GDI 发动机技术，纷纷在自己的车上装 配 GDI 发动机除日本和美国以外，大多数欧洲汽车生产厂家也都开始装用 GDI 发动机1.4-2.0L奥迪公司的 A3 装备了噺型 FSI 发动机宝马公司为其 12 缸发动机引用了 HPI 技术，大众公司也有许多车型采用了 TSI 发动机纵观世 界汽车产品技术的发展态势，缸内直喷发動机正以其优异的性能得到日益广泛 的重视和应用 FSI 技术的发展TFSI、TSI FSI 是给发动机的喷射方式带来了革命，它让一款普通发动机的各种性能都 嘚到了提升而 FSI 再往上发展就变得更加容易了。TFSI 是在 FSI 基础上加入 了涡轮增压技术；而 TSI 技术与 FSI 并没有什么相关性FSI 是给发动机的喷射 方式带來了革命，它让一款普通发动机的各种性能都得到了提升而 FSI 再往 上发展就变得更加容易了。TFSI 是在 FSI 基础上加入了涡轮增压技术；而 TSI 技术与 FSI 並没有什么相关性 TFSI（涡轮增压燃油分层喷射发动机） ，这个比 FSI 多出来的 T 字代表的则 是涡轮增压（Turbocharger） 而发动机本身也的确是在 FSI 发动机的基础上增 加了一个涡轮增压器。涡轮增压是利用排气的高温高压推动废气涡轮高速转动 在带动进气涡轮压缩进气，提高空气密度同时電脑控制增大喷油量，配合高 密度的进气因此可以在排量不变的条件下提高发动机工作效率。由于涡轮增 压器是靠排气推动的因此在發动机转速低时涡轮并不工作。但在这个时候涡 轮还是转动的只是排气压力不够，达不到增大进气压力的效果随着转速的 淮安信息职業技术学院毕业设计论文 2 上升（约 1500r/min 或以上） ，排气压力逐渐加大涡轮就进入了正常的工作状态 达到增压的目的和效果。但是当转速接菦额定的时候（约 r/min 或以上） ，发 动机本身的内压超过了排气压力这时的涡轮同样是不工作的。实际上发动机 的一般工作区间正在 1500－5000r/min 内所以涡轮增压以它优越的经济性和 动力性得到了众多用户的认可。不过怎么说还是有点缺陷这两个区间的动力 缺失如何解决呢，高转速峩们可以换个大点的涡轮可是低转速的动力空挡也 会同时加大。很自然的一款无可挑剔的发动机应运而生TSI 把所有问题解决的 更巧妙更能打动人心。 TSI（涡轮机械增压燃油分层喷射发动机）的设计非常巧妙它实际上是把 一个涡轮增压器Turbocharger和机械增压器Supercharger一起装到一台发 动机里媔。TSI 中的 T 不是指 Turbocharger 而是 Twincharger（双增压）的意 思上文我们讲到涡轮增压发动机在较低和较高转速时都有一个动力的空挡， 为了进一步提高发动机嘚效率增加一个机械增压装置，并让它在低转速时加 大进气压力而涡轮增压器的尺寸可以再大一些，去弥补高转速时的动力空挡 从洏达到一个从低到高转速的全段优异动力表现。另外涡轮增压器由于废气 涡轮的惯性，会有发动机相应的迟滞现象而机械增压器则是甴发动机转轴直 接带动，能够随着发动机转速变化而迅速且线性地改变转速2005 年，大众 1.4 升直喷汽油发动机首先搭载了这套系统它的最大功率达到了惊人的 170 马 力。 （国产 1.8T 发动机的最大功率也才 150 马力） 需要注意的是，一汽-大众 和上海大众对他们的 1.4TFSI 和 1.8TFSI 发动机的称呼二者都称為 1.4TSI 和 1.8TSI，这个称呼是极不负责的同时，厂商为了避免大家对 TFSI 简称 TSI 产 生异议他们对此解释为“因为一贯体系中我们一般采用 3 个字作为发动機 特有技术的称呼，所以这次我们把 TFSI 简称为 TSI其中 T 代表涡轮增压，SI 代表直喷技术” 国产迈腾、速腾等车型最新的 TSI 发动机实际上跟前面说箌的 TSI 并不是一回事。迈腾 1.8TSI 和即将搭载在速腾身上的 1.4TSI 发动机实际上 阉割了机械增压和燃油分层技术当然，这也是国产化之后处于油品和成夲问 题的考虑 1.2 缸内直缸内直喷电喷电控控发动发动机机优优缺点缺点 1.2.1 缸内直缸内直喷发动喷发动机的机的优优点点 由于燃烧被精确的喷射于气缸燃烧室内，因此具有节省燃油、减少废气排 放、提升动力性能、减少发动机振动、喷油精准度提升、发动机更耐用等优点 1.节省燃油 现代发动机的趋势之一就是节省燃油，二缸内直喷技术可以大大提升燃油 与空气雾化程度与混合的效率带来燃油的节约。采用缸内矗喷技术的车型油 第一章 缸内直喷电控汽油机概述 3 耗水平可以下降 3以上速度允许采用较迟的点火时间，进而可进一步推迟喷 油时间有利于油气在高温下的快速蒸发和分层。晚喷方式喷油定时的设计原 则是使喷油结束到点火之间的时间间隔尽可能地短以避免燃油蒸汽的國度扩 散，维持分层的稳定性但时间过短不能较好地雾化蒸发，导致发动机不能可 靠的雾化蒸发导致发动机不能可靠地点火。因此噴油时间和喷油正时要随 着工况改变而进行优化。在某些国度工况进行两段喷射被试验证明是保证平稳 过渡的有效方法如丰田第一代 D-4GDI 机型，在从中负荷向大负荷的过渡时采 用了两段喷射技术把燃油分两次分别在进气和压缩行程中喷入气缸，第一次 喷入的燃油蒸发可以提高发动机的充气系数第二次蒸发的燃烧可以降低压缩 终了的气体温度，抑制了爆震的发生可增加功率 2-3。三菱公司开发的 4G15 缸内直喷发动茬冷启动时采用在做功行程后期补充喷油的方法可以使催 化器快速起燃，降低 HC 和 NOX.排放 其主要原因是 （1）部分负荷下采用稀薄分层混合氣，比热容比 k 值增大（有 1.3 向 1.4 趋近） 使发动机循环热效率提高，从而降低了油耗 （2）缸内燃油蒸发导致压缩终点混合气温度降低，加之昰稀混合气爆燃 倾向减小，从而使压缩比提高也是循环热效率提高，从而降低了油耗 （3）由于中小负荷工况采用稀薄燃烧和均值调節方式，泵气损失大大减少 （降低 15左右） 使发动机机械效率提高，从而降低油耗 （4）中小负荷时燃烧室周边基本是空气，散热损失减尐使发动机热效率 提高，从而降低了油耗 2.减少废气排放 人类对环境的重视也造就了环保发动机的不断诞生。缸内直喷发动机的高 压燃油泵能提供高达 1000kPa 的压力确保燃料充分燃烧，最大限度的减少废 气中的有害杂物冷启动时的 UBHC 降低，温室效应气体二氧化碳的减少稀薄 燃烧使发动机排出的 NOx 降低，并且允许采用更高的废气再循环率来降低 NOx 排放 3.提升动力性能 由于燃料的混合更充分燃烧更彻底，也带来了燃料转化为动力性能的提升 直接推动了发动机动力性能的增加，同排量下最大功率可提高 15。 4.减少发动机振动 由于缸内直喷技术允许更高嘚压缩比缸内爆震情况大大减少，对降低发 动机低速情况下的震动也有明显效果 5.喷油的准确度提升 缸内直喷技术的关键就是电子控制系统的精确控制。由于电子控制系统会 感知发动机缸内的实际工作情况并会瞬间完成对喷油量、喷油时间和压力的 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 微调，保证发动机始终处于精确的喷油状态 6.发动机更耐用 新技术不但提升效率，减少排放更对发动机寿命延长起到积極作用。燃 油直接喷射于气缸内并迅速转化为能量大大降低传统发动机燃油依附于进气 歧管带来的损害。 7.各缸工作不均匀性改善 由于燃油直接喷入气缸可以对各缸的空燃比进行精确并相对独立的控制。 8.良好的瞬态响应 GDI 方式没有 PFI 方式所形成的壁面油膜燃油计量精确，加速响应快减 速断油及时，冷启动迅速冷启动加浓要求低。 9.系统优化潜力大 GDI 发动机在喷油方面有着更大的灵活性 1.2.2 缸内直缸内直喷发动噴发动机的缺点机的缺点 汽油缸内直喷发动机具有柴油机的经济性并保持了汽油机的特点，相对于 技术的成熟的 PFI 发动机具有显著优点但茬排放、燃烧稳定性等方面的问题 限制其普遍应用，目前汽油缸内直喷技术完全替代 PFI 技术仍然存在一些技 术挑战。 1.排放控制 分层混合气非均质分布存在较浓的混合气，在这些区域中局部燃烧温度 仍然较高导致 N 排放量较多，然而总体混合气较稀不能利用三元催化转化器； 分层混合气外边界较稀的部分易发生火焰熄灭现象同时缸内喷油湿壁现象会 使活塞顶部和汽缸壁混合气过浓的区域燃烧不好，使得小負荷时 HC 排放相对较 高；分层燃烧工况由于混合气浓度分布不均匀汽油缸内直喷发动机增加了微 粒排放。 2.稳定燃烧控制 汽油缸内直喷发动機分层充气稀薄燃烧区域的稳定燃烧控制难度较大部 分部分负荷分层燃烧和大负荷均质燃烧模式转变时的控制也非常复杂；为了降 低 N 排放，汽油缸内直喷发动机采用较高的废气再循环率且喷油嘴沉积物增 加，都增加了稳定燃烧控制的难度 3.燃油经济性 燃油缸内直喷需要較高的供油压力，提高喷油压力和油泵回流增加了发动 机机械损伤喷嘴油泵驱动额外增加了电能消耗，催化器快速起燃和再生补偿 也增加了燃油消耗 4.性能和可靠性 相对 PFI 发动机，汽油缸内直喷发动机喷嘴沉积物和积碳增多并且由于 第一章 缸内直喷电控汽油机概述 5 提高了系统压力，降低燃油的润滑性增加了供油系统的磨损；由于使用较稀 的混合气，缸套的磨损增加进气门和燃烧室的沉积物也增加。 5.控淛复杂性 汽油缸内直喷发动机从冷启动到全负荷各种工况需要复杂的供油和燃烧控 制并需要复杂的排放控制策略，同时也增加了系统优囮的标定参数汽油缸 内直喷发动机要求复杂的供油系统硬件，需要什么是高压油泵系统和复杂的控制系统由 于三元催化转化器在汽油缸内直喷发动机上不能有效地使用，目前汽油缸内 直喷发动机面临重大问题是 NOx 排放控制。虽然 GDI 发动机稀薄燃烧能减低 NOx 的排放但是达不箌三元催化转化器降低 NOx 的 90的水平。世界范围内正在开 发稀薄燃烧催化器但目前在整个发动机工作区域的 NOx 转化效率仍低于三元 催化转化器，小负荷时 HC 排放增加仍待解决 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 第二章 汽油缸内直喷发动机技术解析 2.1 缸内直缸内直喷发动喷发动机技機技术简术简介介 现今，大部分汽油发动机的燃料供给方式一直都是采用“缸外混合”的方 式也就是汽油通过喷油嘴喷到进气歧管中，茬进气歧管内与新鲜的空气混合 而成为“混合气” 在发动机汽缸进气门还没有打开之前，这些混合汽都储存在 进气歧管内直到气门打開后，混合汽才能够因为燃烧室的负压而进入到燃烧 室内然后在活塞压缩行程的末端通过火花塞点燃剧烈燃烧。这种“缸外混合” 的缺點是显而易见的进入燃烧室的混合汽只能够通过气门的开闭来被动控制， 对发动机不同工况的适应程度还不理想响应速度还不够快。洏且喷油嘴离燃 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 的油颗粒会吸附在管道壁上不能充分利用。 直接喷射（Gasoline Direct Injection 缩写为 GDI）则是如同柴油发动机 一样将燃油直接喷入汽缸并以非常精确的方式来控制，避免燃料浪费缸内 喷射发动机采用叻立式吸气口、弯曲顶面活塞、高压旋转喷油器等技术手段， 产生与传统发动机不同的缸内气流运动状态使喷射入汽缸的汽油与空气形荿 一种多层次的旋转涡流。缸内直接喷射（GDI）系统将燃油精确地喷射到汽缸燃 烧室内与进气管喷射（PFI）系统相比，具有节省燃油、减少廢气排放、提升 动力性能、减少发动机震动、发动机更耐用等优点 2.2 汽油直接汽油直接喷喷射（射（GDI） ）发动发动机的机的结结构构 缸内矗喷发动机机械结构与普通进气管喷射发动机结构基本相似，如图 2-1 所示为汽油机缸内直喷发动机除了在活塞头及进排气岐管形状有所改變之外， 其最主要的区别在于燃油系统缸内直喷发动机燃油系统包括低压系统与高压 系统。 图 2-1 汽油缸内直喷发动机 第二章 汽油缸内直喷發动机技术解析 7 1.低压系统 低压系统由油泵控制单元、油箱、电动油泵、带有压力限制阀的燃油滤清 器（开启压力大约为 680kPa） 、低压燃油压力傳感器组成燃油泵控制单元通过 脉宽调制信来控制电动燃油泵，使低压燃油系统的油压达到 50-500kPa在冷启 动时使低压燃油系统的压力可 650kPa。如果燃油泵控制单元失效发动机将不能 运转电动燃油泵给高压泵供应压力约为 600kPa 的燃油。 2.高压系统 高压系统由高压燃油泵、油压调节阀、油軌、压力限制阀、高压燃油压力 传感器、高压喷射器（如图 2-2 所示）组成燃油压力 5-11MPa。高压泵由凸轮 轴驱动经燃油计量阀建立压力，再经燃油分配管输送到高压喷油器上压力 缓冲器会吸收高压系统内的压力波动。高压泵只提供喷射所需油量的燃油供 油时，发动机根据需偠油量计算出柱塞泵的供油起始行程燃油压力控制阀吸 合切断进油阀，什么是高压油泵系统将泵腔内的燃油泵入油轨 图 2-2 高压喷射器 2.3 汽油缸内直汽油缸内直喷发动喷发动机工作原理机工作原理 汽油缸内直喷发动机顾名思义是在汽缸内喷注汽油，它将喷油嘴安装在燃 烧室上方将汽油直接喷射在汽缸燃烧室内，空气则通过进气门进入燃烧室与 汽油混合形成可燃混合汽被点燃做功这种形式与直喷式柴油机相姒，如图 2-3 所示 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 图 2-3 缸内直喷原理示意图 汽油缸内直喷发动机的立式吸气口代替传统的横向吸气口，通過来自上方 的下降气流形成与以往发动机不同的缸内空气流。利用活塞顶的凸起形状增 强这一纵向涡流当压缩行程将要结束时，在燃燒室顶部的喷油嘴开始喷油 汽油与空气在涡流运动的作用下形成混合汽，这种急速旋转的混合汽是分层次 的越接近火花塞越浓，易于點火做功但从总体上看，混合比可以达到 40∶1（一般汽油发动机的混合比是 14.7∶1） 也就是人们所说的“稀燃” 。 但由于缸内喷射压缩比高達 12与同体积的一般发动机相比功率与扭矩都 提高了 10％。在这里要特别介绍一下活塞顶的形状对缸内气流的作用活塞在 上止点位置时，活塞头顶面与汽缸盖之间的间隙叫做燃烧室燃烧室的容积是 决定发动机性能的重要因素。GDI 活塞顶面的凸起部分类似尖屋顶又称“弯曲 頂面活塞” ，它缩小了燃烧室的容积有助于形成强势涡流。缩小燃烧室容积必 然提高了压缩比因此 GDI 的压缩比达到 12∶1，压缩比提高了缸内温度必然 也随之提高，有助于稀燃压缩比高，输出功率增大这样也就弥补了稀燃带 来的功率损失。发动机缸内直喷的控制技术的基本原理电喷汽油机按喷射位置 可分为两种形式进气道喷射式PFI和缸内直喷式（GDI） 其主要差别在于混 合气的准备过程不一样。 对于进气道噴射的发动机当进气门关闭时， 将燃油喷在各缸进气阀的背 面进气冲程中油气混合物进入气缸；而缸内直喷发动机则直接把燃油喷入氣 缸内，通过组织合理的气流运动和控制精确的喷油时间 在不同的工况实现不 同的混合气制备，从而实现更好的燃油经济性和更低的排放缸内直喷汽油机 主要要达到两个目标一是大幅度改善车用汽油机的燃油经济性，二是控制排 放主要是 NOx 和未燃 HC 的排放。为此发动机茬不同负荷条件下实行不同 的控制策略。 当发动机工作在部分负荷时在压缩行程后期喷入燃油，利用特殊的燃烧 室形状和直立进气道茬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（空燃比在 12-13.4 左右） ，而在燃烧室其余远离火花塞的区域则是纯空气 或较稀的混匼气在两者之间，为了有利于火焰的传播混合气浓度从火花塞 开始由浓到稀逐步过渡，从而实现混合气分层燃烧其空燃比一般可达 25-50， 同时通过采用质调节避免了节流阀的节流损失达到了与柴油机相当的燃油经 济性；在中等负荷时，采用均匀混合稀燃混合气以克服节油与降低 NOx 排放之 间的矛盾；而在全负荷时燃油在进气行程中喷入，实现均质预混燃烧采用 此方案后，由于喷入缸内燃油蒸发时的冷却莋用 增加了整机的抗爆性能，可 采用较高的压缩比ε＝12-14有助于提高循环的理论效率，同时充气冷却作 用还提高了发动机的充气效率提高发动机的动力性，缸内直喷汽油机还具有 更为良好的加速响应性和优异的瞬态驱动特性使汽油机在保持高动力性能指 第二章 汽油缸內直喷发动机技术解析 9 标的同时具有很好的燃油经济性。 2.4 发动发动机燃油机燃油喷喷射控制模式射控制模式 1.按工况区分控制模式 汽油缸内矗喷发动机之所以能节油 20最主要依靠的是低工况混合气或浓 混合气，此时充气分层并无好处，只会导致黑烟为了得到均质混合气必須 提早喷油。由此可见讨论汽油缸内直喷发动进电子控制策略时应区分低工况 和高工况两个不同的区域，分别采取两种不同的控制模式见表 2-1。一般来说 推迟喷油、充量分层的控制模式只适用于 50以下的负荷， 此时尚有足够的过 量空气可供在短时间内燃尽生成的黑烟超過 50负荷时会排放黑烟，必须切换 成提早喷油均质充量的控制模式。 表 2-1 汽油缸内直喷发动机按工况区分控制模式表 工况工况 主要主要 目标目标 空燃比空燃比 节气节气 门门 扭矩扭矩 调节调节 充量充量 喷油喷油 正时正时 喷油喷油 压力压力 燃油燃油 雾化雾化 油束油束 穿透穿透 低经濟性25-40 不节气 全开 变质 调节 分层 压缩冲 程的晚 期 高好浅 高动力性 14.7 左右 节气 变量 调节 均质 吸气冲 程的早 期 低差深 2.扭矩控制策略 ECU 在任何工况下都艏先要识别对扭矩的需求油门踏板的位置反映了驾 驶员对扭矩的需求。但是还会出现其他方面对扭矩的需求，例如发动机本身 在起动、怠速时和对催化转化器进行加热时都会要求对扭矩进行补偿又如对 发动机和汽车进行限速保护时会提出减少扭矩的要求。在底盘电子控制中牵引 力矩的减少和行驶动力学的控制都涉及发动机扭矩 ECU 综合分析上述这些对扭矩的需求，结合扭矩在传输过程中的损失确 定要將扭矩调整到什么程度。实现扭矩的调整可以有不同的途径例如可以调 整电动节气门的开度，在稀薄燃烧时还可以改变空燃比也就是茬电动节气门 全开的情况下改变喷油量。ECU 必须根据当时的工况作出选择在没有其他情 况发生时，ECU 主要根据油门踏板的位置确定应有的扭矩如果这个扭矩和转 速对应于低工况区域，即油门踏板位移量较小时电动节气门就保持全开，通 过改变空燃比调节燃油量进而控制扭矩这就是变质调节，此时进气量和点火 提前角几乎不影响扭矩；如果这个扭矩和转速对应于高工况区域即油门踏板 位移量较大时，那麼空燃比就保持稳定在 14.7 左右通过改变电动节气门开度 调节进气量，进而改变燃油量控制扭矩,这就是变量调节，此时点火提前角对 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 扭矩有很大影响 3.喷油正时控制策略 如前所述，两种控制模式对应于两种不同的混合气生成方式两者对油束 也有不同的要求。低工况时实行变质调节采用分层充量；高工况时实行变量 调节，采用均质充量前一种情况下，要求燃油恰好喷茬活塞顶部凹坑内结 合活塞的向上运动，由逆向翻滚气流将燃油带往火花塞 使火花塞附近的浓混 合气能保持到点火，要求在很短的时間内完成混合气的生成；后一种情况下 要求阻止油束沾湿活塞和缸套壁面，同时要求有充足的时间形成均质充量所 以，前一种情况要求油束集中不必穿透很深，但要雾化好；后一种情况要求 油束分散并且穿透深度适中。根据以上分析可见前一种情况，即低工况、 采用分层充量时应将喷油推迟到压缩冲程后期，这首先是因为此时有可能将 燃油喷入活塞顶部凹坑内其次是因为此时充量已被压缩到 0.3-1.0MPa，充量 密度较高油束中油滴所受的阻力增大，油滴的运动很快受到衰减使得油束 比较集中，并且穿透不深正好满足此时的要求；后┅种情况，即高工况、采 用均质充量时应将喷油正时提早到吸气冲程的前期，这首先是因为此时喷油 可使燃油不沾湿或少沾湿活塞和缸套壁面 其次是因为此时缸内的环境压力还 接近或小于大气压力，充量密度不高油束中油滴所受的阻力较小，油滴的运 动衰减较慢所鉯油束比较分散，穿透距离较长也正好满足此时的要求。 4.喷油压力控制策略 喷油压力至少与油束的两个特性参数有关一个是燃油雾化程度，另一个 是油束穿透程度雾化程度用油滴的 Sauter 平均直径 SMD 表征。SMD 越小 油滴越细小，雾化程度越高在油束涡流相同的情况下，提高喷油压力可改善 雾化程度在低工况、采用分层充量的情况下，对燃油的雾化要求很高因为 喷油很迟，燃油应当充分汽化以便在抵达火婲塞之前的短暂时间内促进空气 迅速卷入汽化的燃油中。油束穿透深度不是越大越好 因为过大的穿透深度会 导致燃烧室的湿壁现象，增加 HC 排放但穿透深度必须达到一定水平，使得在 低工况、分层充量的情况下油束能够撞到活塞凹坑内而在高工况、均质充量 的情况下穿透深度应当更大一些， 以便扩大油束在气缸内的分布范围油束穿 透深度也与喷油压力有关。喷油压力升高时一方面因为燃油雾化改善，油滴 不能喷到很远的地方油束穿透不深；另一方面因为喷油初速提高，又会增加 穿透深度两者在一定程度上互相抵消。匹配工程师嘚任务就是根据由负荷确 定的喷油量优化喷油速率和喷油压力。从这里也可看到 GDI 在喷油量控制方 面与进气口喷射的区别进气口喷射时鼡燃油压力调节器保持喷油器孔内外的 压力差恒定，确保喷油速率恒定以便通过脉冲宽度控制每循环喷油量；而在 GDI 中喷油速率和喷油压仂都是可控的。提高喷油压力则燃油雾化得好一些， 但油束穿透深度小一些正适合低工况、分层充量的情况下混合气生成的要求； 第②章 汽油缸内直喷发动机技术解析 11 降低喷油压力，则燃油雾化得差一些但油束穿透深度大一些，正适合于高工 况、均质充量情况下的要求 柴油机上采用缸内直喷方法在提高热效率方面取得了良好的效果，但要将 该方法应用于汽油机却会遇到很多困难柴油是自燃着火，初始着火总是发生 于混合气中最适宜着火的地方；汽油需点燃着火火花塞的固定使初始着火位 置也随之固定。故在汽油机上要达到类似於柴油机那样的工作方式就必须考虑 用附加方法控制混合气的制备混合气的制备质量是由燃油喷射系统、缸内流 场结构以及他们之间的楿互作用决定的，下面就从这三个方面加以论述 5.燃油喷射系统 GDI 通常划分了负荷区，因此要求 GDI 燃油喷射系统至少要能提供 2-3 种 不同的操作模式以适应不同的负荷要求。试验结果表明采用电磁喷射阀的共 轨喷射系统能满足这一要求 GDI 比 PFI 对喷油器的要求严格。GDI 要求喷油器雾化水岼高能在较窄 的脉冲宽度内喷出所要求的燃油，以确保晚喷实施分层燃烧，这就对喷油器 提出了更高的动态响应要求另外，由于喷油器位于缸内工作条件恶劣，因 此要对嘴端沉积物生成和高温有更强的抵抗能力此外，喷油器的喷雾特性对 GDI 发动机的燃烧过程影响较夶而对 PFI 发动机的燃烧过程影响较小。大多 数 GDI 发动机若要达到可接受的 UBHC 排放和 IMEP（平均指示有效压力）的循 环变动系数其 SMD（索特平均直径）应小于 25um。由于 SMD 的大小也影响燃 油蒸发时间故有人提出 SMD 小于 15um 的喷雾才适用于 GDI。因此目前喷油 器研究的一个重点是加强雾化效果。判断霧化质量的另一标准是喷雾中油滴尺 寸的分布其中最重要的是大尺寸油滴的分布，这是因为大尺寸油滴的质量占 燃油总质量比例大同時也是最后仍保持液态的那部分燃油对燃烧和排放影响 大。 GDI 采用的喷油器主要有两种类型一种是空气辅助喷油器。其喷油原理 是先将燃油供入喷油器油室再充以高压空气从而突破阀座弹力形成喷射。燃 油的大部分是在前几次阀座震荡循环过程中喷出喷雾形状为锥角较夶的中空 结构。另一种是高压旋流喷油器该喷油器可将油束的一部分动能转化为水平 旋转动能，从而降低贯穿速度避免油束撞壁同时仍保持原有的雾化水平。目 前对高压旋流喷油器的采用和研究最多如图 2-4 所示，为已开发的部分高压 旋流喷油器高压旋流喷油器的喷雾錐角主要依赖于喷油压力和缸内背压，其 中后者的影响较大因此它能根据不同负荷区的要求提供所需要的喷雾形状。 在早喷时喷雾形状昰适宜均质混合的中空扩散型在晚喷时是适宜分层燃烧的 紧凑型。喷油压力主要影响雾化质量和贯穿速度较适当的喷油压力为 5kPa- 10kPa；对雾囮过程进行优化后的贯穿速度能达到 40m/s-50m/s，约 2 倍于典型 缸内流场速度因此对缸内流场必须仔细优化。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 图 2-4 巳开发的部分旋流喷油器 （1）Alidesignal 高压旋流喷油器（2）Zexal 高压旋流喷油器 （3）三菱公司开发的高压旋流喷油器（4）丰田公司的高压旋流喷油器 6.缸內流场 在进气冲程与压缩冲程中的瞬态缸内流场是 GDI 的另一关键因素在 GDI 发动机中，流场的三个重要因素是平均流体结构的稳定性宏观流场結构） 、压 缩冲程中紊流的发展（微观流场结构）和点火区域的流场平均速度（宏观流场 结构） 能较长时间地保持平均流体结构的流场將有利于分层，因此能把与平均 速度相关联的动能较晚地转化为紊流动能的流场结构是 GDI 系统所希望的；在 火花塞电极间隙具有高紊流强度囷低平均速度的流场对 GDI 系统也是有利的 在汽油机中可采用的流场结构有滚流、涡流和挤流三种。涡流比滚流具有 更小的粘性耗散因此苼存时间较长，更易保持分层；由于燃烧室的曲面导向 作用滚流容易衰减成大尺度的二次滚流结构，这使得保持稳定的混合气分层 变得困难因而采用滚流为主的 GDI 发动机要比采用涡流为主的 GDI 发动机循 环变动大。但滚流在上止点附近有助于加强紊流强度而且在压缩冲程中滾流 具有加速旋转的特性，能提高近壁面气流速度从而促进壁面油膜的蒸发。由 于上述流场结构各有其优缺点在实际的 GDI 发动机中都被采用或综合利用。 如三菱公司采用反滚流结构丰田公司采用涡流结构，Yamada 提出斜涡流即 第二章 汽油缸内直喷发动机技术解析 13 涡流和滚流嘚综合结构。 流场结构的实现和保持主要通过燃烧室结构的设计来进行如图 2-5 所示 是已有的燃烧室设计结构图。 此外GDI 发动机与传统汽油機的一个区别是燃油喷束将对缸内流场产生影 响，喷雾的卷吸作用会影响大尺度的流场结构还能促进紊流强度的提高，且 晚喷与早喷的促进程度不同通常早喷促进的紊流强度可达晚喷时的 2 倍。 图 2-5 实现缸内直喷的燃烧室结构图 （a）流场结构为涡流、喷油器位于中央的燃烧室 （b）流场结构为涡流、喷油器位于侧面的燃烧室 （c）流场结构为滚流的燃烧室（d）流场结构为挤流的燃烧室 7.混合控制和燃烧控制 混合的實质是缸内流场与喷雾的相互作用当缸内流场特性和喷雾特性被 确定后，首先要考虑的因素是喷油器的布置随之也就要对火花塞位置進行考 虑以确保稳定点火。较早的 GDI 发动机通常将火花塞与喷油器布置得很近均 位于燃烧室中心或附近。这样布置结构简单但会使进气門面积受到限制，进 而影响充气效率的进一步提高同时过近的距离易使火花塞被油雾打湿。因此 近年来将喷油器安装于气缸侧面的布置方式得到发展三菱公司和丰田公司均 采用了该型式的布置，但需要对混合气向火花塞的转移进行仔细优化当喷油 器和火花塞位置确定後，对混合的控制是通过喷油定时等喷油控制策略来进行 的对燃烧的控制则是在此基础上再通过点火定时来实现的。喷油定时对允许 的點火提前角有影响如喷得越晚，允许的点火提前角越大；对容积效率的影 响成山峰形变化即容积效率的提高率随着喷油定时的提前先增加后减少。喷 油定时决定了混合气的均质程度也就决定了发动机的工作模式是均质模式还 是分层燃烧模式。工作模式的切换通过喷油萣时的变换来实现切换时要注意 切换前后扭矩应一致，以防扭矩变化带来振动图 2-6 是丰田公司的喷油控制 策略，图 2-7 里卡多公司是的喷油控制策略图 2-8 是三菱公司的喷油控制策 略。其中丰田公司模式切换时采用了二段喷射首藤登志夫等人在缸径为 135mm 淮安信息职业技术学院毕業设计论文 14 的直喷式分层充气发动机上进行了二段喷射的研究。他们在进气冲程中喷射一 部分燃油以便在燃烧室全空间内形成稀薄的预混合气，第二次在即将点火之 前向火花塞喷射以保证稀混合气的稳定着火和分层燃烧。试验结果表明与标 定工况下的稀燃相比燃油消耗可降低 30 ，同时也表明影响燃烧的重要因素 是点火定时、第二段喷油定时及第二段喷油量所占总油量的比例 2-6 丰田公司喷油控制策略 图 2-7 里鉲多公司的喷油控制策略 图 2-8 三菱公司的喷油控制策略 第二章 汽油缸内直喷发动机技术解析 15 GDI 发动机的燃烧特性和排放特性 GDI 发动机采用早喷时，其燃烧特性类似 于均质燃烧的 PFI 发动机当采用最大扭矩点火提前角时，50 的混合气在 80-150Nm 时烧掉；当采用晚喷模式时与 PFI 发动机相比，GDI 发动机顯著缩 短点火延迟期和燃烧持续期即使在低速时其最初的燃烧速率仍可与全负荷时 相同，而 PFI 发动机在同样条件下的燃烧速率则非常低甴于 GDI 发动机是分 层燃烧，且 EGR 带来的余热可改善混合气的形成使 GDI 发动机可采取较高的 EGR 率。在排放方面GDI 发动机主要面临 UBHC 排放及 NOx 排放问题。冷起动 时的 UBHC 排放与 PFI 相比有较大的下降怠速时略有上升，部分负荷时则显著 上升小负荷时雾化时间不足、高 EGR 率使燃烧变差及高压缩比导致更多的 HC 压入间隙中等因素是导致 UBHC 上升的主要原因。三菱公司采取二段燃烧早期激 活催化剂及采用反应式排气管等措施来减少 HC 排放在 NOx 方媔 GDI 怠速排放 比 PFI 高，这是因为 GDI 中存在局部当量燃烧和高热释放率部分负荷时若不 采用 EGR，其排放水平和 PFI 差不多在 PFI 发动机中，NOx 排放随空燃比嘚变 化呈山峰形而 GDI 发动机的 NOx 排放随空燃比的增大也不断增加，但削减了 变化曲线的峰值对于 NOx 排放的控制主要靠 EGR 和稀燃 NOx 催化转化器。其 Φ后者的发展对 GDI 发展影响很大因为 EGR 不能在整个发动机转速负荷范围 内减少 NOx 的排放量。当前的稀燃 NOx 催化转化器包括富氧条件下的沸石和贵 金属催化转化器NOx 捕集器，三菱公司的选择性 de-NOx 催化转化器以及等离 子系统此外，把节气操作和 EGR 结合使用可在燃料经济性和排放之间取得較 好的平衡 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 第三章 大众 1.8TSI 发动机 3.1 概述概述 1.装备的车型 1.8TSI 缸内直喷发动机是一款四缸、双涡轮增压、缸内矗喷、分层燃烧发 动机，属于同一世界上最先进的发动机之一德国 1.8TSI 具有废气增压和机械 增压两个增压装置。 图 3-1 TSI 发动机工作模式图 废气涡輪增压的特点是利用排放废气装置基本不消耗发动机动力，增加 进气效率提高动力缺点是通常要发动机超过 2000r/min 后才介入，不利于起 步加速涡轮的惯性让加速还有一个响应时间的延迟。机械增压优点是发动机 启动运转时开始介入起步加速有力，没有涡轮的工作延时即時响应；缺点 是通过发动机的动力输出来让增压器工作，消耗部分发动机动力两者的结合， 改善了起步加速也具有充足的后劲，相对來说动力损耗减低到最小 由于双涡轮增压技术含量高，生产成本高对油品质要求高，所以国产汽 车将 1.8TSI 中的机械涡轮增压取消属于单渦轮增压直喷发动机，但仍保留了 原 1.8TSI 发动机许多新技术所以仍称之为 1.8TSI。 1.8TSI 发动机主要配备的车型有 （1）一汽大众迈腾轿车 （2）一汽大众速騰轿车 （3）上海大众新帕萨特 （4）上海大众途观 第三章 大众 1.8TSI 发动机 17 2.发动机的技术参数 1.8TSI 采用了全新的 BOSCH MED17.5 电控系统发挥了缸内直喷技术的优 点。TSI 发动机具有燃油经济性好、发动机瞬态响应改善、启动时 HC 排放改善 等优点 TSI 发动机的主要参数如表 3.1。 表 3-1 大众 TSI 发动机的主要参数 发动机代碼发动机代码 BYJ 适用排量标准适用排量标准欧 四 排量排量/L/L 1.798 功率功率118KWr/min 时 转矩转矩250N﹒mr/min 时 缸径缸径/mm/mm 82.5 行程行程/mm/mm 84.2 压缩比压缩比 9.6 每缸气门数每缸气门数 4 燃油燃油不低于 RON95 电控单元电控单元 BOSCH MED17.5 爆震控制爆震控制有 空气过滤系数控制空气过滤系数控制 1 三效催化转化器三效催化转化器有 可变进气相位鈳变进气相位有 二次空气系统二次空气系统无 电子节气门电子节气门有 增压增压有 点火顺序点火顺序 1-3-4-2 总质量总质量 144kg 淮安信息职业技术学院畢业设计论文 18 3.2 大众大众 TSI 发动发动机机结结构特点构特点 图 3-2 大众 TSI 发动机 如图 3-2 所示为大众 TSI 发动机在机械机构上与传统发动机有一定的区 别。 1.氣缸体 气缸体TSI 发动机气缸体基本上是德国大众 EA888 系列发动机的结构，采 用整体式铸铁曲轴箱高强度的铸铁材料满足了 TSI 发动机高机械负荷囷高热 负荷的要求。气缸套工作表面具有等离子涂膜 2.配气机构 （1）气门组 排气门为充钠排气门，进、排气门与气门座的接触面具有耐磨塗层气门 弹簧的弹力较大。凸轮轴通过滚轮和摇臂机构驱动气门液压补偿柱塞的自动 补偿功能消除了传统的气门间隙（零气门间隙） ，使气门传动机构具有低摩擦阻 力和低噪声的优点 （2）依纳 INA 凸轮轴调节系统 TSI 发动机进气凸轮轴配备了德国依纳公司的依纳气门正时器（丅称正时器） 。轴承壳为轴承和正时器供应所有的机油并对凸轮轴进行轴向定位，其上还 安装了凸轮轴正时电磁阀（N205） 期激活信号为脈宽调制信号（PWM） 。 3.曲轴连杆机构（图 3-3） 第三章 大众 1.8TSI 发动机 19 图 3-3 曲柄连杆机构 1-活塞连杆瓦；2-螺栓；3-环形托架；4-梯形连杆；5-连杆的轴承盖； 6-发動机转速传感器的传感器轮；7-活塞的轴承盖；8-用螺栓跟曲轴箱进行连接 （1）活塞 TSI 发动机活塞具有能满足缸内直喷增压及分层燃烧的特殊形狀与承载高 压的柴油机一样，第一道活塞环槽带活塞环支承座活塞裙部具有涂膜，可减 少摩擦损失延长活塞的寿命。第一道活塞环為矩形环第二道活塞环为鼻形 环，第三道为组合油环安装在曲轴箱内的机油喷口用于喷射机油来冷却活塞。 （2）曲轴 为了增强曲轴强喥降低发动机的运转噪声，在曲轴上加大了止推轴肩的 宽度同时，为了增大曲轴的装配强度位于中间的三个轴承盖用螺栓连接在 曲軸箱上。 （3）驱动链轮 曲轴前端有三个驱动链轮分别是驱动平衡轴传动链、正时链和机油泵传 动链。链传动中有张紧装置和导向装置這一设计需要的空间小，传动噪声小 磨损也小，传动效率可高达 99平衡轴安装于曲轴箱内，发动机润滑系中有一 条油道将从汽缸盖收集來的机油润滑平衡轴传动链曲轴箱内安装平衡轴的优 点能提高曲轴箱的强度和降低搅油效果。平衡轴的转动大大减小了发动机的振 动 （4）机油泵 如图 3-4 所示为大众 TSI 发动机机油泵。外啮合齿轮式机油泵安装在油底 壳内由曲轴通过机油泵驱动链轮和机油泵传动链驱动，机油壓力由限压阀进 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 行限压 图 3-4 大众 TSI 发动机机油泵 （5）冷却系统 如图 3-5 所示为大众 TSI 发动机冷却系统。TSI 发动机采用横流式冷却系统 为偶遇平衡轴末端的冷却液泵驱动齿轮经齿形带驱动冷却液泵。冷却液的叶轮 有塑料制成有特殊的形状，用于防圵产生气穴齿形带的张紧程度由冷却液 泵的安装位置确定，不能调整节温器在冷却液温度为 95℃时打开，在 105℃ 时气阀门的最大行程为 8mm 圖 3-5 大众 TSI 发动机冷却系 1-加热装置的热交换器；2-冷却液平衡罐；3-增压机；4-油冷却器； 第三章 大众 1.8TSI 发动机 21 5-衡热器/冷却液泵的模块；6-用于冷却液再循环的电动泵 V51；7-冷却器 3.3 大众大众 TSI 发动发动机燃油供机燃油供给给系系统统的的结结构特点构特点 TSI 发动机燃油供给系统的基本组成如图 3-6 所示。燃油泵控制单元 （J538）控制电动燃油泵使低压油路内的油压达到 50-500kPa，在冷、热机启 动发动机时低压燃油系统内的油压可以达到 650kPa.燃油滤清器限压阀的开启 压力约为 680kPa。高压燃油泵由进气凸轮轴末端的高压燃油泵驱动凸轮轴（图 3-7） 高压燃油泵经燃油压力调节阀（高压）产生燃油轨内所需要的压力，约 为 5-11MPa（取决于发动机的负荷和转速） 高压燃油通过分配管被输送到 4 个 喷油器内；高压油路内的限压阀在超过 12-15MPa 时打開，以保护高压部件燃 油轨起缓冲器的作用，吸收高压油路内的压力波动 图 3-6 TSI 燃油供给系统的基本组成 图 3-7 高压燃油泵由驱动凸轮驱动 淮咹信息职业技术学院毕业设计论文 22 3.4 大众大众 TSI 发动发动机机电电控系控系统统的工作模式的工作模式 TSI 发动机电控系统虽然采用缸内直喷分层燃烧技术，但考虑到中国各地油 品及路况差异较大仍采用非线性氧传感器，其尾气排放可达欧 4 标准TSI 发 动机的 BOSCH MED17.5 发动机电控系统的工作模式有分层充气模式、均质分开 （HOSP）模式和均质模式。 发动机电控系统仅在冷启动过程使用这一模式其目的是使发动机容易启 动，此时進气翻版关闭，进气流成滚动涡流（滚流）状喷油大约在活塞压 缩行程上止点前 60 度开始，在压缩行程上止点前 45 度结束空气与燃油以层 狀混合（“气包油” ）状态被卷到火花塞附近，形成浓混合气 1.均质分开（HOSP）模式 发动机启动几秒后，发动机电控系统以这一模式工作此时，进气翻版关 闭进气门开度较大，燃油分 2 次喷射第一次在发动机进气过程中（活塞压 缩行程上止点前约 300 度） ，这部分燃油由于茬汽缸内的时间较长，可与空气 均匀混合；第 2 次（喷射少量燃油）在压缩上止点前约 60 度其目的是在火花 塞附近形成较浓的混合气，并延遲点火时刻从而保证发动机稳定运转。由于 点火时刻延迟废气温度升高快，三元催化转化器在很短时间内（30-40s）即 可达到其工作温度（350℃） 2.均质充气模式 当冷却液温度高于 80℃时发动机系统采用这一模式。这时进气翻版开启， 燃油在活塞压缩行程上止点前 30°被一次喷入气缸。在这一模式下燃油与空 气均匀混合，发动机电控系统对发动机进行闭环控制 3.5 大众大众 1.8TSI 发动发动机机电电控系控系统统的的组组成荿 图 3-8 大众 TSI 发动机电控系统 第三章 大众 1.8TSI 发动机 23 1.8TSI 发动机的电控系统（图 3-8）主要由传感器、ECU 和执行器组成。 其中传感器主要有空气流量传感器（G70） 、进气温度传感器（G42） 、散 热器出口处冷却液温度传感器（G83）冷却液温度传感器（G62） 、进气歧管绝对 压力 传感器、发动机转速传感器（G28） 、氧传感器（G39） 、爆震传感器 （G61）进气翻版传感器（G336） 、燃油高压传感器（G247） 、离合器位置传感器 （G476） 、加速踏板位置传感器（G79、2-G185） 、角度传感器（G187、G188） 、 霍尔传感器（G40） 、燃油位和温度传感器（G266） 、附加输入信号等组成。 执行器主要由 Motronic 供电继电器（J17） 、活性碳罐电磁閥（N80） 、近期 翻版控制阀（N316） 、增压压力限制电磁阀（N75） 、涡轮压力器空气再循环阀 （N249）喷油器（N30、N31、N32、N33） 、点火线圈（N70、N127、N291、N292） 、 节气門控制单元（J338） 、节气门驱动装置（G186） 、燃油压力调节阀（N276） 、 电动冷却液泵继电器（J151） 、电动冷却液泵V51、凸轮轴正时电磁阀 （N205）等组成 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 24 第四章 典型故障案例分析 4.1 宝宝马马缸内直缸内直喷发动喷发动机启机启动动困困难难 1.故障现象 宝马缸内直喷发动机启动困难。 一辆宝马 760Li 型轿车约两个月前出现冷车启动有迟滞 2-3s 才发动的现 象，近日这种状况更有加剧要连续起动 7-8s 才能着車，且发动机水温在上升 到 40℃过程中还易熄火车主反映行驶无力。熄火后能再次启动发动机运转 基本无异响但有轻微抖动，静态空载加速略显迟滞多次使用原厂检测仪对车 辆各系统读取故障码，显示各电控系统正常无故障码存在 2.故障诊断与排除 该款轿车采用 N73 发动机，为 V 型 12 缸1-6 为右列汽缸，7-12 为为左列 气缸采用最先进的缸内直喷技术。N73 发动机有 2 个空气流量计2 个节气门 和左右各自的进气歧管，检测各個汽缸压力均在 11.5k Pa 左右符合规定标准 值。检查空气滤清器较干净无堵塞电子节气门基本没有积炭，门阀开合良好 图 4-1 为该直喷发动机的供油系统，图中红色油管为高压喷油管是由柱 塞式高压泵引出到油轨；蓝色为低压进油管，黄色为回油管中间的两根高压 油轨下方安裝有喷油器向左右各缸内喷油。 图 4-1 共轨式供油系统 直接喷射燃油系统由汽油箱、低压油泵、带压力调节器的燃油滤清器、2 个 什么是高压油泵系统、输出油管、回油管、分配油管及高压喷油器等组成其作用是提供 直接喷射所需的压力燃油。 从该车冷启动困难、水温 40℃时易熄吙的现象初步分析是供油不良所致 因无法直接测试喷射高压油路，只能通过该车的诊断电脑 GT1在路试动态时检 测各缸的平稳比较数值，茬发动机不同的转速下检测值如表 4-1 所示 从发动机动态数据流分析，平稳比较数值反映各缸的工作贡献性能表上 发现右列 6 个汽缸运转数徝比标准值要低，客观上反映右侧 6 个汽缸的功率下 第四章 典型故障案例分析 25 降而左列汽缸运转数值基本符合标准值。 检测显示 1-6 缸的的平穩比较数值显著低于标准值后我们曾将左、右各 6 只喷油器对调试验，原故障现象仍出现基本排除不是原右侧喷油器不良造成 此故障，判断也不应是点火系不良造成从经验分析应是供给这 6 缸的混合汽 过稀，可能是引起此故障的原因于是我们拆下 1-6 缸节气门进气软管，在車 辆冷态时用清洗剂边喷边启动以增加混合汽浓度，结果此车着车反应快重 复多次均能顺利着车，这说明喷油不良可能造成此故障 圖 4-2 宝马 760Li 油路系统图 图 4-2 为宝马 760Li 油路系统简图。整个油路系统由低、高两级油泵组成 低压是普通油泵，产生 6.0bar1bar105Pa左右的油压高压泵有左右两个為 柱塞泵，它们将油压提升并调节为 50-120bar图中油轨压力传感器可以测量当 前油轨中的燃油压力，油轨下方安装有 12 只喷油器实测其电阻值为 1.2Ω， 属于电流控制型，使发动机响应速率极高 图4-3 N73这喷油泵什么是高压油泵系统剖面图 图 4-3 为解剖的什么是高压油泵系统的结构图，油泵结構十分复杂精细它包