玛莎拉蒂总裁V8发动机结构原理（三）.pdf

汽车维修技师2016年第8期45 V8发动机结构原理 （三） 玛莎拉蒂总裁 涡轮增压器结构如图28、图29所 示。 图30为汽缸组1和汽缸组2（如 图31所示）的IHI双涡管式涡轮增压 器。注意两个汽缸组的排气歧管设 计不同。它们与发动机点火相适应， 以使排气气流最佳化。 1.工作原理 每个增压器包括两个主要部分。 废气涡轮置于排气路径内，由热废气 驱动。离开燃烧室的废气包含大量的 热能和动能，否则会损失掉。在涡轮 中，这种能量被转换为动能，使涡轮 叶轮旋转。涡轮叶轮与压缩机叶轮安 5.节气门体 F154A的新特性是使用了两个独 立的节气门体，每侧汽缸组各一个， 如图26所示。与F136发动机所使用的 80mm单节气门体相比，新节气门体 的直径减小为58mm。两个节气门体 都由ECM控制。每个节气门体都带 有两个电位计式位置传感器，通过这 个传感器可以实现节气门的闭环控 制和合理性检查。新节气门体的工作 原理与F136发动机所使用的节气门相 同。节气门直流电机由12V脉宽信号 控制，两个位置传感器产生互补的 05V模拟信号。 6.进气歧管和进气歧管压力传感 器 两侧汽缸组的进气歧管上都安装 了压力传感器（博世DS-S3-TF）。 这个传感器测量节气门下游位置的歧 管实际压力。压力测量方式与增压压 力传感器（博世DS-S3）相同，但由 于增加了NTC电阻，因而还能测量 歧管空气温度。与节气门上游安装的 压力传感器相似，歧管传感器用于增 压管理。歧管空气温度信号可以让 ECM对增压过程空气温度的变化进 行补偿，因为空气的密度会随着温度 的升高而变小。歧管压力传感器位置 如图27所示。 （五）涡轮增压器 王钟原 图26 节气门体 图27 进气歧管压力传感器 图28 涡轮增压器1 1. 集成双涡管式排气歧管 2. 废气旁通阀 3. 增压器壳体 4. 进气旁通阀 图29 涡轮增压器2 汽车维修技师2016年第8期46 装在同一根轴上，压缩机安装在进气 轨道上。压缩机叶轮快速旋转，提高 了进气速度，增加进气系统内的空气 压力，这就叫作增压或充气。由于发 动机能够产生的扭矩量主要由每个循 环所消耗的空气流量来确定，在发动 机排量给定的前提下，进气系统充气 是增加发动机扭矩和动力输出的理想 方式。 2.说明 F154A发动机采用两个平行增压 器，分别在每个汽缸组上。这些增压 器的涡轮与排气歧管集成一体。与歧 管和涡轮单独构造相比，此方案更有 效、更紧凑。由日本专家IHI专门为 F154A发动机研发的水冷增压器具有 固定几何并采用“双滚” 技术：每 个歧管的排气道为2对2匹配，直接到 达涡轮叶轮上。排气路径极短，在达 到涡轮之前一个汽缸组的废气不会混 合。该技术提高了排气系统的废气流 动并使涡轮迟滞大幅下降。 3.废气门 每个涡轮增压器都有一个真空驱 图30 汽缸组1涡轮增压器 图31 汽缸组2涡轮增压器 图32 废气门 动废气门，如图32所示。当不需要增 压或仅需要较少增压时， 废气门使 废气绕过涡轮叶轮，用于限制最大增 压。每个废气门阀由真空执行器来驱 动。ECM根据增压目标通过PWM信 号来激活真空调节电磁阀。这使发动 机管理系统能够精确控制绕过涡轮的 废气量，从而控制进气充气量。 4.进气旁通阀 涡轮增压器压缩腔的出口安装 有真空操纵的进气旁通阀，如图33 所示。阀门打开时，将压缩空气泄 压释放。进气旁通阀通过电磁阀操 纵，电磁阀由ECM通过开/关策略控 制。进气旁通阀在节气门突然关闭 时起作用，目的是防止进气叶轮因 为节气门关闭所导致的压力升高而 产生涡轮迟滞。这一策略减少了增 压器的延迟。 5.增压控制 为实现对感应增压的控制，发动 机管理系统对下列新参数进行管理： 进气压缩在节气门开度达到 100%、系统需要更大扭矩时开始 根据驾驶员的扭矩请求确定节 气门上游的目标增压压力 ECM 关闭废气旁通阀，让更多 废气进入涡轮增压器，提高增压器的 转速 压缩轮转速升高，压缩进气 当增压压力传感器测量得到的 进气压力达到目标值后，废气旁通阀 保持在相应位置 进气旁通阀在增压压力过高时， 图33 进气旁通阀位置 汽车维修技师2016年第8期47 以前的发动机中使用的传统LSU 4.9 传感器之间的不同之处在于使用5针 电气接插件代替了6针电气接插件。 LSU 4.9高级型传感器不再使用修正 电阻，因为校准现在由传感器自身执 行。该新型传感器精度高，稳定性 强，同时传感器加热时间从小于10s 提升到小于5s。传感器加热时间指的 是从加热过程开始，到泵送电流稳定 在最终值附近规定偏差带内之间的时 间。这个传感器的输出信号是一个线 性电流信号，在混合气较浓时为负 值，当值为1（理论空燃比）达到 零，而当混合气变得较稀时开始变为 正值。上游氧传感器用于油量的闭环 控制（“燃油修正”），下游氧传感 器监测催化转化器的效率并由ECM 用于合理性检查。 2.带旁通阀的后消音器 后消音器旁通阀打开时，排气 管将更容易释放尾气。这样既可以增 加发动机最大扭矩，同时提高尾气噪 声。这已经成为玛莎拉蒂汽车的独特 标志。两个后消音器中的真空操纵旁 通阀均由安装在后副车架上的电磁阀 控制。电子阀由发动机ECU通过开 /关型控制策略控制。双梯形排气尾 管是装配V8发动机的Quattroporte 的独有特性，如图37所示。正常 驾驶模式，旁通阀达到3000r/min 时打开；运动驾驶模式，旁通阀打 开；I.C.E.驾驶模式，旁通阀达到 5000r/min时打开。 （待续） 或在特定过程（ “松油门”阶段）释 放部分压力 如果歧管内空气温度升高，进气 的密度会降低。因而，ECM将提高 增压压力，以便保持目标质量型空气 流量。质量型空气流量直接与发动机 扭矩相关。当歧管空气温度超过50 时，增压压力补偿作用停止。这是为 了消除发动机爆震。 （六）排气系统 全不锈钢排气系统由每个汽缸 组的各一个催化转化器、一个前消声 器、一个用于平衡系统背压的连接管 和两个带旁通阀的后消声器组成，如 图34所示。 1.催化转化器和控制 三元催化器安装在排气管靠近涡 轮增压器出口的位置，如图35所示。 两个氧传感器用于两侧汽缸组：上游 氧传感器（博世LSU）为线性宽频带 传感器，下游氧传感器是传统的双电 位传感器（博世LSF）。 上游氧传感器采用博世提供的 LSU 4.9高级型传感器。LSU 4.9高级 型传感器是一个平面型氧化锆双腔限 流传感器，带有集成式加热器。博 世LSU 4.9高级型氧传感器安装在紧 靠涡轮出口的位置，如图36所示。与 图34 排气系统 图35 氧传感器位置 图36 上游氧传感器 图37 消音器