如圖7所示,曲軸箱通風(fēng)氣體僅通過汽缸蓋罩排出,每個(gè)汽缸蓋罩中都有用于分離粗機(jī)油滴的迷宮式密封裝置。曲軸箱通風(fēng)氣體由一條塑料的通風(fēng)管匯總后再導(dǎo)向一個(gè)串聯(lián)的細(xì)分離器,這個(gè)塑料壓注件包含有一個(gè)雙旋流分離器以及儲(chǔ)油室和調(diào)節(jié)機(jī)油向油底殼回流的止回閥。這個(gè)機(jī)油分離器被安裝在汽缸體曲軸箱的V形夾角空間內(nèi)。被濾清的氣體經(jīng)過一根短管道被導(dǎo)入安裝在進(jìn)氣管上的壓力調(diào)節(jié)閥,并從那里直接被導(dǎo)入進(jìn)氣管。

機(jī)油分離器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)V形夾角空間內(nèi),在總體布置外形尺寸、成本以及防止可能發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象的安全性等方面都具有很大的優(yōu)勢。由于機(jī)油分離器中的曲軸箱通風(fēng)氣流溫度能提高20℃以上,因此同樣能保護(hù)其后的零部件避免可能發(fā)生的結(jié)冰現(xiàn)象,因而壓力調(diào)節(jié)器及其后導(dǎo)入進(jìn)氣管的部位完全可以無需采取加熱和絕熱措施。由于采取了主動(dòng)的曲軸箱通風(fēng)措施來促進(jìn)這種通風(fēng)效果,因而在接近怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)曲軸箱通風(fēng)體積流量就會(huì)明顯地增多,因此進(jìn)氣軟管處的新鮮空氣就會(huì)被抽吸出來直接導(dǎo)入曲軸箱內(nèi),這種措施同樣能夠?qū)C(jī)油品質(zhì)產(chǎn)生有利的影響,因?yàn)榍S箱通風(fēng)流量增大,將大大促進(jìn)水分和燃油從發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油中分離出來。
(7)冷卻液循環(huán)回路
冷卻液循環(huán)采用了一個(gè)集成在汽缸體曲軸箱V形空間內(nèi)的常規(guī)冷卻液泵,將冷卻液通過汽缸體曲軸箱和V形空間蓋板向后導(dǎo)入水套,并從排氣側(cè)對角線地流經(jīng)汽缸蓋,以確保在那里獲得最大的冷卻效果。幾乎完全用塑料制成的節(jié)溫器被安裝在汽缸體曲軸箱中的水泵附近,因而冷卻液小循環(huán)運(yùn)行時(shí)的流動(dòng)通道很短。
2.發(fā)動(dòng)機(jī)外圍設(shè)備
(1)FSI直噴式汽油機(jī)的可變進(jìn)氣管
奧迪公司與Mahler公司共同合作為V6-3.2L-FSI直噴式汽油機(jī)開發(fā)了一種新型的塑料可變進(jìn)氣管,其進(jìn)氣系統(tǒng)如圖8所示。在這種可變進(jìn)氣管方案中有長度兩級(jí)可變的空氣振蕩管道,在扭矩調(diào)節(jié)時(shí)的進(jìn)氣管通道長度為691mm,而在功率調(diào)節(jié)時(shí)則變成396mm(分別指直至進(jìn)氣門的通道長度)。這種進(jìn)氣管被設(shè)計(jì)成由6段組成的薄殼結(jié)構(gòu)型式,并在設(shè)計(jì)的前期階段就已通過詳細(xì)的流動(dòng)計(jì)算特別著重注意減少流動(dòng)損失,因此在儲(chǔ)氣腔進(jìn)口處的彎管中設(shè)置了有利于流動(dòng)的導(dǎo)向肋片。為了轉(zhuǎn)換進(jìn)氣管的長度,使用了兩根鋼制轉(zhuǎn)換軸,它們通過一對齒輪彼此相互連接,而且第二根轉(zhuǎn)換軸上包含有一個(gè)非接觸連續(xù)反饋式位置傳感器。轉(zhuǎn)換軸上的塑料轉(zhuǎn)換閥板被做成有利于流動(dòng)的翼片形狀,并在其四周噴涂彈性合成橡膠,能最佳地密封防止泄漏損失。轉(zhuǎn)換軸由真空操縱,并由彈簧力復(fù)位。進(jìn)氣管最上面的殼體中還包含有一個(gè)整體式真空儲(chǔ)存腔,它由一個(gè)機(jī)械式真空泵來產(chǎn)生真空。這些薄殼部件均呈欽灰色。為了降低噪聲水平,整個(gè)可變進(jìn)氣管被隔振地緊固在汽缸蓋側(cè)面的充量運(yùn)動(dòng)閥板調(diào)節(jié)器模塊上。

(2)充量運(yùn)動(dòng)閥板調(diào)節(jié)器模塊
充量運(yùn)動(dòng)閥板調(diào)節(jié)模塊位于汽缸蓋與可變進(jìn)氣管之間,而其中的充量運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)閥板用于根據(jù)燃燒過程對進(jìn)氣運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的要求關(guān)閉或打開汽缸蓋進(jìn)氣道的下半部。充量運(yùn)動(dòng)閥板調(diào)節(jié)器模塊同樣也是與與Mahler公司共同合作而成的,它被整體集成并模塊化裝配,包括塑料壓注進(jìn)氣導(dǎo)管、不銹鋼整體式燃油共軌和壓鑄鋁底座。為了減少流動(dòng)損失,充量運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)閥板是偏心安置的,其形狀能在打開位置時(shí)與汽缸蓋進(jìn)氣道壁面完全緊密貼合。充量運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)閥板由塑料制成,而其轉(zhuǎn)軸則是鋼的。充量運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)閥板可在開和關(guān)兩個(gè)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(3)燃油系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)應(yīng)用了日本日立(Hitachi)公司生產(chǎn)的按需調(diào)節(jié)的單柱塞高壓燃油泵,高壓和低壓燃油系統(tǒng)如圖9所示。高壓燃油泵由設(shè)置在第2排汽缸進(jìn)氣凸輪軸末端的三面凸輪驅(qū)動(dòng)。與供油量固定不變的燃油泵相比,這種按需調(diào)節(jié)的燃油泵可通過進(jìn)油量的按需調(diào)節(jié)來減少其驅(qū)動(dòng)功率。系統(tǒng)壓力處于約3~10MPa,其調(diào)節(jié)是由集成在燃油泵上的電控油量控制閥來實(shí)現(xiàn)的,而同樣集成在燃油泵上的壓力阻尼器能使進(jìn)口處保持較小的壓力波動(dòng)。

在這種無回油的燃油系統(tǒng)中,由按需調(diào)節(jié)的電動(dòng)輸油泵來提供必需的初始供油壓力,因此在高壓燃油泵的低壓范圍內(nèi)集成了一個(gè)燃油壓力傳感器。
另外,這種燃油系統(tǒng)還提供了改變初始供油壓力水平的可能性,在例如發(fā)動(dòng)機(jī)熱態(tài)起動(dòng)和停機(jī)等易產(chǎn)生汽泡的臨界運(yùn)行條件下,能將初始供油壓力從0.3MPa提高到0.6MPa。
(4)廢氣系統(tǒng)
研發(fā)人員為排氣側(cè)開發(fā)了一種新的排氣歧管鑄件,為了防止在排氣歧管安裝法蘭中產(chǎn)生熱應(yīng)力,將其分成3個(gè)單獨(dú)的安裝法蘭。前置催化轉(zhuǎn)化器的氧傳感器從催化轉(zhuǎn)化器向前移動(dòng)到了排氣歧管上(圖10)。為了使排氣聲響不被察覺出來,各缸排氣道被分開,并采用從3個(gè)合并成2個(gè)再合并成1個(gè)排氣道的結(jié)構(gòu)型式。這種排氣道引導(dǎo)方式更有利的效果是使得廢氣均勻的流經(jīng)氧傳感器,從而能夠?qū)崿F(xiàn)分缸識(shí)別過量空氣系數(shù)。根據(jù)CAD模型進(jìn)行了流入催化轉(zhuǎn)化器的廢氣流動(dòng)模擬計(jì)算,從而使近發(fā)動(dòng)機(jī)催化轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)方案達(dá)到非常高的均勻性指數(shù),因此這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式能確保催化轉(zhuǎn)化器達(dá)到法規(guī)所要求的使用壽命。

催化轉(zhuǎn)化器本身被做成單體催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)型式,排氣歧管-催化轉(zhuǎn)化器總成使用了一個(gè)尺寸為4" × 6"(600目)的陶瓷催化轉(zhuǎn)化器,這種設(shè)計(jì)能夠使廢氣排放在汽車整個(gè)使用期內(nèi)都明顯低于法規(guī)限值。