汽油机缸内直喷_现代缸内直喷式汽油机(十五).docx

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1、汽油机缸内直喷_现代缸内直喷式汽油机(十五)　　(接上期)　　　　梅塞德斯一奔驰公司在其M272KEV6-3.5L进气道喷射汽油机的基础上，开发出了新型的M272DEV6-3.5L直喷式汽油机，搭载于奔驰CLS350CGI轿车上，它是世界上首次应用压电控制喷油器并采用喷油器中央布置的油束引导燃烧过程的直喷式汽油机。该机在更大的部分负荷范围内实现了充量分层运转，并以非常低的燃油耗而著称，同时其零部件与进气道喷射机型有很高的通用性，能在同一条流水线上进行生产。　　该机型的开发目标是在提高行驶功率的同时降低燃油耗。热力学分析表明，与

2、所有其他的方案相比，充量分层运行的直喷式汽油机显示出单一措施最大的节油潜力，并且与壁面引导和空气引导燃烧过程直喷式汽油机相比，油束引导燃烧过程的节油潜力最大。因此，新型的M272V6-3.5L直喷式汽油机(图118)采用了油束引导的燃烧过程，主要的特点在于压力高达20MPa的喷油系统，主要包括供油量可调节的高压燃油泵和压电直接控制的喷油器。为了充分利用这种新型的油束引导燃烧过程降低燃油耗的潜力，该发动机在部分负荷时采用充量分层(λ>1)运行，并借助于靠近发动机布置的三元催化器和布置在地板下的存储式NOx催化器来实现废气净化。为

3、了在空气过量情况下调节废气后处理系统，在存储式NOx催化器前采用了温度传感器，而在存储式NOx催化器后采用了NOx传感器。不言而喻，应用这种系统完全能够满足当前所有的废气排放标准限值的苛刻要求。　　在欧洲，这种新型的缸内直接喷射汽油机已完全替代了迄今为止搭载于奔驰CLS350轿车上的进气道喷射汽油机。　　　　10.1　基础发动机　　　　梅塞德斯一奔驰公司在改进设计成缸内直喷式汽油机时，采用进气道喷射的V6汽油机的基础部件作为模块化技术改进的基础。例如曲柄连杆机构、曲轴箱和热管理系统等在这两种机型上是相同的，而进气系统则按照提高

4、的标定转速来匹配，但是在缸内直接喷射机型上，由于良好的燃油雾化和进气道的优化，不再使用滚流阀。　　同样，在这两种机型的发动机电子控制系统中采用了相同的控制软件结构，并为了满足燃油系统中进油计量式高压泵的控制、修改点火以及用于充量分层运转和废气后处理功能的要求进行了扩展。　　　　10.2　结构特点　　　　以下介绍梅塞德斯一奔驰缸内直接喷射V6汽油机与采用进气道喷射的基本机型的区别。　　◆汽缸盖方案　　采用进气道喷射的基本机型的结构特点示于图119(左)：　　①金属模铸造的铝合金汽缸盖；　　②四气门；　　③火花塞中央布置；　　④气

5、门夹角28.5°；　　⑤两根组合式凸轮轴，装有凸轮相位调节器、滚轮式摇臂和固定式液压挺柱；　　⑥凸轮轴的上轴承座集成在压铸铝合金汽缸盖罩壳中；　　⑦压缩比为10.7。　　新型的缸内直接喷射机型的结构特点示于图119(右)，与采用进气道喷射的基本机型相比，有以下区别。　　①压电喷油器中央布置：　　②火花塞向排气门方向偏移；　　③压缩比为12.2；　　④外部双路废气再循环；　　⑤20MPa高压燃油系统，采用油量可调节的高压燃油泵。　　汽缸盖中的横流式冷却系统有利于降低排气侧的火花塞和中央布置的喷油器周边的温度。由于在结构设计阶段提

6、前考虑了这种技术扩展的可能性，因此确保了这两种机型能够在同一条自动装配流水线上生产，可以根据市场的需求随时调整这两种机型的生产批量。　　◆燃油系统　　这种新型的M272DEV6-3.5L直喷式汽油机采用三柱塞的径向柱塞高压燃油泵，而其供油量则按3.5L汽油机较高的冷起动要求进行匹配。其燃油系统的构成示于图120上。燃油由发动机附近的汽车燃油装置供应，并在那里直接与从燃油冷却器回流的已被冷却的燃油混合。高压燃油泵由右排汽缸的进气凸轮轴驱动，可将燃油压力最高提高到20MPa，并输送到高压系统中的燃油分配器，其平均供油量差不多是平均

7、喷油量的两倍，因而即使在喷油时共轨压力仍然能升高，这样就能达到一个均匀的共轨压力，在向所有汽缸喷油时几乎是相同的。　　在燃油分配器旁边装有一个燃油压力调节器，用于在高压燃油泵泵油量恒定不变的情况下调节共轨中的燃油压力。一旦高压燃油泵转换到泵油量调节方式供油时，燃油压力调节器就关闭，仅仅起到一个安全阀的作用。高压燃油泵的油量调节阀将过剩的燃油旁通到低压侧，并从那里输往燃油冷却器。　　喷油器中的压电执行器要求限制这种无回油系统中所允许的最高燃油温度。为了在所有运转条件下使燃油温度都不超过允许的温度范围，必须要有一个燃油冷却器，将多

8、余的燃油引入其中进行冷却。　　根据可预料到的市场上燃油品质的兼容性，所有与燃油接触的零件都用不锈钢或黄铜制成，而燃油共轨和高压燃油泵壳体都是机加工的模锻件。　　除了燃烧过程和燃油系统的开发之外，发动机NVH特性的优化也是一项重要的开发任务，其中大部分又涉及到喷油器及其在汽缸盖