A4发动机

2024年1月21日发(作者：太平洋最新汽车报价大全)

发动机

发动机制造技术目前在机械方面可以讲已经非常完善，发动机间的结构及材料等差别也很小。目前发动机总的发展趋势是环保、经济，并保持较好的动力性，发么做为发动机的介绍呢，也主要讲与以前奥迪轿车装发动机的区别。奥迪A4目前主要采用的汽油发动机有1.8T、2.0升和3.0升三种发动机，其中后两种发动机专为A4生产，当然也可以用在其他发动机上。我们主要介绍后两种，后两种当中我们主要以3.0升发动机为介绍重点。

主要变化情况：

铝制汽缸体

气变可变技术

冷却系统采用计算机控制

平衡轴技术

可变进气道控制方式

按照发动机的各个系统来介绍

一、曲柄连杆机构

1、由于汽车发展趋势当中很重要的一条是降低燃料消耗和环保，因此如何减轻汽车重量就成为实现这两个要求的前提。据此两种发动机都采用了铝合金缸体来减轻整车的重量，这是采用一种很特殊的工艺，在英国制造的。V6发动机减轻了重量23公斤。

2、由于铝合金的耐磨性较差，因此采用了铸铁缸套，缸套是在铸造时置入缸体的，而非缸体铸造后镶入，因此缸体与缸套的结合非常好。为了保证冷却效果，在缸与缸间也同样铸有水道。

3、连杆小头的形状采用了梯形结构，只在受力较大处有较大的体积和质量

4、平衡轴技术的应用：发动机是汽车重要的振动源，在发动机运转时，所产生的不断变化的反倒力偶矩、惯性力及其力矩传递到发动机支架，使支架产生振动。振动影响到汽车的平顺性和舒适性，增加噪声和零件，引起紧固件松动，个别零件过载损坏，车辆乘员疲劳等。发动机平衡就是指对惯性力及其力矩的平衡分析，使传到支架的振动减至合理的程度。

满足平衡的条件是：所有旋转惯性力和往复惯性力及其力矩均是平衡的。

发动机主要有三个运动件对发动机振动产生影响，一是活塞的往复运动，二是曲轴的旋转运动，三是连杆的复合平面运动，为了减化，可将整个运动件减化为两个运动部分，一是活塞的往复运动，二是曲轴的旋转运动。考虑振动也就考虑这两个部分的运动情况。

由于曲轴的旋转运动所产生的惯性力完全可以在轴上加平衡质量来完成，因而我们又把重点放在了活塞的往复运动所产生的惯性力上。

活塞的往复惯性力是一个自由力，即这个力不象气体力可在缸内平衡，因此它会传到发动机支撑上，从而产生整车的振动。

惯性力是活塞在加速或者减速过程当中产生的，与活塞加速度方向相反的力。根据运动学我们可以计算出活塞的加速度为：

a=Rω2(cosα+λcos2α)

Fj=-mj Rω2(cosα+λcos2α)=-mj Rω2 cosα-mj Rω2λ cos2α

=FjⅠ+FjⅡ

我们把FjⅠ和FjⅡ分别叫做一阶惯性力和二阶惯性力。也把它们因此而产生的惯性力矩叫做一阶惯性力矩和二阶惯性力惯。

不同的发动机（主要根据汽缸数量和布置形式），其所具有的惯性力和力矩的平衡状态都不同。因此平衡的方式也不同。

例如我们的直列四缸机，其二阶惯性力是不平衡的，而其他惯性力和力矩都是平衡的。因此，只需将其二阶平衡力平衡掉即可。举个例子，在活塞向下运动时，上半程加速运动，则产生了向上的惯性力，这个惯性力就会通过缸体作用到车架上，使车架受向上的力。当活塞运动到下半程，是减速运动，惯性力向下，就会对车架产生向下的作用力。比如FjⅠ，就相当于在曲轴上有一个质量为mj的一个质量，活塞在上止点时相当于这个质量在角度为零处产生的离心力。由于体积等原因找到了两个平衡质量。这些力周而复始地作用在车架上。那么平衡的方法是在缸体上取得一个与其二阶惯性力相反方向的力，这个力与惯性力始终大小相等方向相反。因此加了两个左右与曲轴对称的平衡轴。再如V6发动机其主要的惯性力是由于一惯性力而产生的一阶惯性力矩，因此只加了一根平衡轴。

此处要画出正弦曲线图。

二、配气机构

1、长短进气道

利用长短进气道的变换来实现进气的自然增压。当进气门打开后，在气门处产生真空，这种真空向外传递，当传递到开口端时，由于体积的突然增大，而使大量空气向此处聚集，从而使此处由真空而转为正压，这股正压向气缸内推进，如果推进到气缸时，气门尚未关闭，则正压会进入气缸，从而提高充气效率。这股正压返回的时间与发动机转速和进气道的长短有关，在高速时，需要较短的进气道，而在低速时，由于进气时间较长，因此需要较长的进气道。当然不同的发动机转速所对应的长度都是不同的。但由于种种原因而必须折中，因此，大部分的发动机都采用了长短进气道，如果空间允许也可以出现更多的进气道。

2、凸轮轴相位调整

进气凸轮轴的开闭时间直接影响气缸的充气量，根据实验所得到的结果，在低速时，早关进气门会导致较多的进气量，从而使发动机输出扭矩增加，在高速时，晚关进气门会产生较多的进气量，从而使发动机可发出较大的功率。低速和高速是一个相对概念。以前，采用的（A6）只是两级调节。目前在A4发动机上采用了无级调节，能更好地实现发动机速度与进气门关闭时间的有机结合。

根据发动机实验曲线可知，不同的气门开闭时间都对应着一个不同的扭矩曲线，而不同的扭矩曲线的最高点都在不同转速下体现，对应于某一个发动机转速，总会有一个最佳的开闭时间，因此采用可变气门技术，可使发动机在任何转速下都能获得最佳的扭矩值。即在对应每一个转速时选择一个最佳的气门开闭时间。因此，现在的发动机扭矩曲线应是一条非常有意思的曲线了。

在怠速和小负荷时，由于进气管内真空度很高，因此，尽量的减小气门重叠，有利于发动机的怠速稳定。

以前不能调节或只能有机调节的气门，只能折中一下，即要考虑高速功率问题，又要考虑低速扭矩问题。所以采取了在某个转速下进行变化。

排气门也可以进行调节，但我们这台发动机上排气门只有两个调节位置，主要是为了适应废气再循环而用的

为达到较好的排污效果，在部分负荷时，应降低NOX的排放量，这个工作以前是由EGR阀来完成，即在发动机部分负荷时，引入一部分废气进入进气道，降低进气量，由于这部分废气不能燃烧，因而使缸内温度降低，从而降低了NOX的排放量。这种方式叫做废气外部循环。目前这个工作由排气门和进气门来共同完成，即同时对进、排气门进行开闭时间上的调节，加大气门重叠角度，从而把一部分废气引回进气道来达到降低燃烧温度的目的。废气的量就由重叠角度来决定。由于供油与化油器式发动机不同，即不会出现回火（喷油时间调整），因此这种调节方式可使各缸所进入的排气量均匀。这种方式叫做废气内部循环。

进气门和排气门的整体调节角度各为：

在非调节状态，由机油将内部件压回原始位置。

具体调节过程由图示

SSP246中介绍，如两个霍尔传感器都损坏了，则熄火后发动机再无法起动，需试一试！

3、凸轮轴承盖结构上的变化

为了提高凸轮轴轴承盖的整体刚度，而采用了整体式轴承盖，使刚度和噪音都得到了很好的改善。安装轴承盖时要使用专用工具。

三、冷却系统

冷却系统主要结构变化是冷却风扇的控制，风扇采用无机调速。没有采用水箱出水口的双温开关结构，而采用缸盖出水口温度为主要控制及发动机负荷来控制。采用脉宽调制来调节风扇的速度。将来出水口还将装上温度传感器共同实现对风扇的控制。冷却路线路在维修手册中可以找到。

在2.0L发动机上采用的是电脑控制节温器。节温器的开启不完全取决于循环水的温度，而同时取决于发动机的负荷。根据发动机工作情况，在部分负荷和全负荷时，为达到较好的功率和燃料消耗率，发动机最佳工作温度是有所不同的，在部分负荷时，水温要比全负荷时高。节温器采用了带有加热线圈的蜡式节温器。因此既使水温并没有到达节温器蜡的融化温度的开启温度，如发动机在全负荷工作，电脑可以对电控节温器通电，从而使节温器提前开启。

节温器是保证发动机最低温度的，进入大循环后的最高温度由水箱和风扇共同来完成，如果冷却能力过强还可以回到小循环状态的。

节温器的开启温度大约在85度左右，风扇旋转速度第一级：开始：92-97，结束：84-91

风扇旋转速度第二级，开始99-105，结束91-98

利用风扇来帮助节温器控制发动机的温度。即维持在85-120度的正常工作范围内但这是一种折衷的办法。而如果再细化，则会考虑到全负荷和部分负荷对于工作温度的要求也略有差异。

四、润滑系统

润滑系统主要变化是缸盖润滑油的返回路线进行了控制，以往的发动机缸盖回油路线并未得到控制，在机油返回油底的过程中，与旋转的曲轴相互击打，使得空气进入到机油中去，从而影响发动机的润滑，也会造成机油的提前老化。在A4的发动机中设计了专门的机油返回路线，使得机油直接返回油底中。

曲轴箱通风采用根据油底中真空度来控制的方式，可防止曲轴箱中机油被吸入。即当曲轴箱和进气管内真空度很高时，阀门开度变小。当真空度变低时，在弹簧的作用下开度变大。

早先采用的吸入式真空泵，根化油器工作原理相同，只不过化油器是不同的介质的相互作用，而真空泵则是同一种介质的相互作用，不致于使曲轴箱内部的真空度过高。

机油压力传感器的自适应在仪表功能中

五、点火系统

采用每缸独立点火线圈

六、起动系统