奧迪EA211發(fā)動機技術(shù)(高清插圖)

EA211發(fā)動機是大眾公司為MQB開發(fā)的新型汽車發(fā)動機。全新EA211系列發(fā)動機采用全鋁材質(zhì)。首先比之前的EA111系列輕了22kg。詳細應(yīng)用輕量化結(jié)構(gòu)：曲軸減重20%，連桿減重25%。連桿軸頸被鉆成空心，甚至平頂鋁活塞也在重量上進行了優(yōu)化。同時，由于新發(fā)動機內(nèi)耗和油耗的降低，以及更加優(yōu)化的熱管理系統(tǒng)，EA211發(fā)動機的油耗降低了8%~10%。EA211發(fā)動機采用高性能正時皮帶，降低了成本和重量，降低了發(fā)動機內(nèi)部功耗和傳動噪音。1.4L103kWTSI發(fā)動機模塊化結(jié)構(gòu)EA211系列所有發(fā)動機都有以下共同特點：安裝位置統(tǒng)一；空調(diào)和交流發(fā)電機通過螺栓直接安裝在油底殼或發(fā)動機缸體上，不需要額外的安裝支架；采用四氣門技術(shù)；鋁缸體；排氣歧管集成在氣缸蓋中；凸輪軸由齒形帶驅(qū)動。1.齒形帶傳動機構(gòu)EA211發(fā)動機的凸輪軸由免維護的齒形帶驅(qū)動。齒形帶由自動張緊器張緊，自動張緊器引導(dǎo)齒形帶穿過接觸肩部。三缸發(fā)動機張緊側(cè)的中間輪、凸輪軸鏈輪或四缸發(fā)動機的凸輪軸鏈輪可以確保齒帶平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。發(fā)動機1.4L103kWTSI齒帶傳動機構(gòu)氣缸的閥門需要一定的力才能打開。每次閥門打開時，這個力都會作用在齒形帶上。當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，齒帶會強烈振動。這種振動尤其發(fā)生在三缸發(fā)動機中。為了盡量減少振動，應(yīng)采用特殊形狀(三角橢圓)的凸輪軸鏈輪。該鏈輪半徑大，間距為120。橢圓形CTC曲軸鏈輪安裝在四缸發(fā)動機上。曲軸扭轉(zhuǎn)力的消除是指降低曲軸的張力和振動。在動力沖程中，齒形帶由于半徑較小而略微松弛。這將減少齒形帶的張力和振動。2.缸體EA211發(fā)動機的缸體由鑄鋁制成，設(shè)計為開放式結(jié)構(gòu)(缸體外壁與缸套之間沒有連接)。其優(yōu)點如下：(1)防止該區(qū)域產(chǎn)生氣泡，否則可能導(dǎo)致通風(fēng)散熱問題；當(dāng)氣缸蓋用螺栓固定在氣缸體上時，氣缸變形會更低，活塞環(huán)可以補償氣缸套變形的程度更低，油耗也會降低。灰鑄鐵氣缸套是單獨鑄造在氣缸體中的。它的外表面非常粗糙，增加了表面積，加速了向氣缸體的傳熱。此外，它還能保證氣缸體和氣缸套的穩(wěn)定性。機油供應(yīng)管、機油回油管和曲軸箱通風(fēng)管已鑄造在氣缸體中。這樣，可以減少額外的部件，同時可以減少所需的處理操作。1.4T發(fā)動機缸體3。曲軸連桿機構(gòu)曲軸連桿機構(gòu)被設(shè)計成具有非常小的可移動質(zhì)量和非常小的摩擦。曲軸連桿組件的設(shè)計允許少量液體(油)在其中流動，從而減少部件之間的摩擦。因為曲軸、連桿和活塞的重量都經(jīng)過優(yōu)化，所以不需要安裝平衡軸，否則三缸發(fā)動機必須標(biāo)配平衡軸。EA211四缸發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)的連桿采用裂解工藝制造。在低負荷區(qū)，連桿小頭軸承設(shè)計成梯形。這可以進一步減少重量和摩擦。活塞頂部采用扁平設(shè)計，因為取消了用于加強內(nèi)部混合氣體形成的活塞壁導(dǎo)向。為了進一步減輕重量，連桿軸頸被鉆入一個空心孔中。這些措施降低了曲軸的內(nèi)力和作用在主軸承上的載荷。4.氣缸蓋EA211發(fā)動機的鋁制氣缸蓋考慮的是如何更好地利用排氣能量，以保證更快的發(fā)動機暖機過程。因此

冷卻劑流經(jīng)幾個通道時會吸熱。冷卻液從氣缸蓋流入節(jié)溫器殼體，并與剩余的冷卻液混合。橫流式氣缸蓋的氣缸蓋中的四個排氣通道都集中在集成排氣歧管的中間凸緣中。渦輪增壓器通過螺栓直接固定在這個法蘭上。這樣，在發(fā)動機預(yù)熱的過程中，冷卻液被廢氣預(yù)熱。發(fā)動機更快達到工作溫度。因為延伸到催化轉(zhuǎn)化器的排氣側(cè)壁的表面很小，所以在預(yù)熱階段由排氣損失的熱量也很小，這使得催化轉(zhuǎn)化器能夠更快地預(yù)熱到工作溫度。5.凸輪軸室(氣缸蓋罩)凸輪軸室由鑄鋁制成，與兩個凸輪軸形成一個完整的模塊。模塊化設(shè)計包括直接將凸輪軸裝配到凸輪軸室中，機油從供油孔流向滑動軸承。由于不再需要在軸承位置安裝凸輪，因此可以設(shè)計非常小的軸承。為了減少摩擦，凸輪軸的第一個軸承(承受齒帶傳動機構(gòu)的最大載荷)是深溝球軸承。修理時，用凸輪軸更換凸輪軸室。深溝球軸承由卡環(huán)固定，但不能更換。凸輪軸室6。EA211系列發(fā)動機的配氣機構(gòu)通常采用四氣門技術(shù)。在這個系列中，進氣門以21的角度安裝，排氣門以22.4的角度安裝，兩者都安裝在燃燒室的頂部。這些氣門由帶有液壓支撐元件的滾子搖臂驅(qū)動。氣門機構(gòu)的氣門桿直徑減小到5 mm，因為氣門彈簧力小，所以會有較少的液體流動，從而減少摩擦損失。氣門座的進氣側(cè)角度為90，排氣側(cè)角度為120，增加了使用替代燃料(如天然氣)時氣門座的耐磨性。EA211發(fā)動機均采用進氣凸輪軸無級調(diào)節(jié)，輸出功率在103kW以上的發(fā)動機也采用排氣凸輪軸無級調(diào)節(jié)。凸輪軸上的凸輪軸調(diào)整器根據(jù)發(fā)動機負荷和轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，由直接集成在油路中的凸輪軸調(diào)整閥進行調(diào)整。兩個霍爾傳感器用于識別調(diào)節(jié)角度。可變氣門正時機構(gòu)為了確保沒有機油溢出到齒帶，凸輪軸調(diào)整器應(yīng)該密封。排氣凸輪軸調(diào)整器的端蓋有一個橡膠密封件；進氣凸輪軸調(diào)整器的端蓋上也有一個橡膠密封件。兩個凸輪軸調(diào)整器都通過固定螺栓固定在凸輪軸上。7.廢氣渦輪增壓器EA211發(fā)動機中的TSI發(fā)動機由廢氣渦輪增壓器增壓。廢氣渦輪增壓器主要針對發(fā)動機轉(zhuǎn)速低，扭矩大，響應(yīng)快。這使得1.4L103kWTSI發(fā)動機僅在1500r/min的轉(zhuǎn)速下就能達到250nm的最大扭矩。廢氣渦輪增壓器EA211發(fā)動機的廢氣渦輪增壓器的特點是渦輪和壓氣機葉輪直徑小，相應(yīng)的質(zhì)量慣性矩小。設(shè)計最高排氣溫度為950的材料。它集成在用于冷卻增壓空氣的冷卻劑回路中，以便在發(fā)動機停止后保持軸承處于低溫。油路連接到潤滑和冷卻軸承。啟動廢氣門，并通過電子增壓壓力定位器(與位置傳感器集成)控制增壓壓力。8.發(fā)動機冷卻系統(tǒng)所有EA211發(fā)動機都使用雙回路冷卻系統(tǒng)來冷卻發(fā)動機。雙回路冷卻系統(tǒng)雙回路冷卻系統(tǒng)通過集成在節(jié)溫器殼體中的冷卻液泵將冷卻液泵送到氣缸蓋和氣缸體，冷卻液以不同的溫度通過各自的通道流過氣缸體和氣缸蓋。溫度調(diào)節(jié)由節(jié)溫器殼體中的兩個節(jié)溫器控制，相應(yīng)的冷卻液溫度因發(fā)動機而異。EA211發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的特點如下：氣缸蓋橫流冷卻，實現(xiàn)更均勻的溫度分布；冷卻液泵集成在恒溫器外殼中；該泵由排氣凸輪軸通過齒帶驅(qū)動。節(jié)溫器殼體安裝在變速器側(cè)的氣缸蓋上。節(jié)溫器殼體中有兩個節(jié)溫器，負責(zé)雙回路冷卻系統(tǒng)。

節(jié)溫器1:當(dāng)節(jié)溫器在87或更高溫度下打開時，從散熱器到冷卻液泵的通道是