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1、奥迪 A6L 柴油发动机 TDI 第三代高压共轨工作结构原理采用共轨喷射系统的 3.0I-V6-TDI 发动机是 Audi 公司新一代 V 型发动机中的第四种发动机。这种发动机结构紧凑，总重约 220kg，堪称目前最轻巧的 V6 柴油发动机。本文将以图文并茂的形式介绍该款发动机的结构。一、机械构造1、曲轴箱 发动机缸体由 GGV-40（蠕虫状石墨铸铁）制成（如图 1 所示），汽缸间距为90mm（以前是 88 mm)。汽缸孔壁采用紫外线光子（UV-Photonen）珩磨工艺制造，这种工艺有助于增强耐磨性并减少初始阶段的机油消耗。紫外线光子（UV-Photonen）珩磨工艺是在珩磨后再用激光束对汽
2、缸镜面进行的精加工。高能量激光束会以毫微（10-9）量级来熔化仍然突出的金属尖点，这样加工后，就可以立即形成光滑的汽缸镜面（以前需通过活塞的工作才能形成）。2、曲柄连杆机构曲轴用调质钢锻造而成，通过 4 个轴承支承在一个主轴承框架内（如图 2 所示）。分体式梯形连杆用一个飞溅轴承（上部）和一个三元轴承（下部）固定在曲轴上。3、活塞 这种箱式活塞（如图 3 所示）没有用于气门的凹槽，但活塞的中央有一个凹坑，活塞通过环形沟槽经机油喷嘴得到冷却（与 3.3I-V8-CR 一样）。4、机油泵新一代 V6 发动机上装有可靠的双中心式机油泵，该机油泵由链条经一根六角轴驱动（如图4 所示）。5、凸轮轴两根凸
3、轮轴（如图 5 所示）是用精密钢管制成的，凸轮环和两个钢堵是用 IHU（内高压成型）法制成的。排气凸轮轴由进气凸轮轴经圆柱齿轮来驱动，该圆柱齿轮是直齿齿轮（以前的圆柱齿轮都是斜齿齿轮）。使用这种辊式凸轮推杆对改善噪音来说是很有好处的，该推杆与凸轮轴驱动齿轮（已张紧且无间隙）一起可以起到降低配气机构噪音的作用。另外，该配气机构具有齿面间隙补偿功能（如图 6 所示）。排气凸轮轴上的圆柱齿轮（从动圆柱齿轮）是双体式的，宽的圆柱齿轮是热压到凸轮轴上的，其前面有三个斜面；窄的圆柱齿轮上有与此相应的凹槽，并且可以在径向和轴向移动。碟形弹簧可以产生一个轴向力，与此同时通过斜面将轴向运动转化成旋转运动。这会引
4、起这两个从动圆柱齿轮相互错开一点，于是就可以形成间隙补偿。 构 V6 发动机的新一代传动机构（如图 7 所示）是通过链条来实现的，因而也就取消了齿形皮带，这样就可以在更多的车型上使用短结构形式的发动机。这种链条传动机构是单排套筒链，布置在变速器一侧，链条传动机构有：中央链条（传动机构 A） ，从曲轴到中间齿轮；右侧和左侧汽缸盖上的进气凸轮轴各有一根链条（传动机构 B+C） 。还有一根链条是从曲轴到机油泵和平衡轴（驱动机构 D） 。每根链条都有自己的液压弹性链条张紧器及链条导轨，具有免维护且在发动机寿命内不必更换的优点。7、进气管进气管（如图 8 所示）上集成有节流阀，该阀可进行无级调节，这样就
5、可以使得进气状况按照当前的发动机转速和负荷与排放、油耗和扭矩/功率相适应。节流阀调节器上有电位计，它向发动机控制单元报告节流阀的位置。节气门和节流阀在超速运行状态时会被打开，以便检查空气流量计并调整 传感器。带有电动节流阀调节器的进气歧管，为了使扭矩输出和燃烧状况达到最佳状态，在负荷较低时关闭涡旋通道可以增强涡旋运动; 在负荷较高时打开涡旋通道有助于汽缸更好地充气。在发动机启动时，节流阀被打开，且在怠速时才关闭（在占空比约为 80%时） 。从怠速转速直到约 2750r/min（在占空比约为 20%时） ，节流阀一直处于完全打开状态。另外，在无电流以及超速状态时，节流阀也是处于打开状态的。需要特
6、别说明的是：如果更换了节流阀调节器，那么必须进行节流阀调节器与节流阀的适配；如果是两辆车之间的互换，那么节流阀也必须更换。8、VTG 涡轮增压器为了能保证涡轮增压器在较低转速时做出快速响应，其导向叶片是通过一个电动调节器来实现调节的，这就能实现导向叶片的准确定位，从而达到最佳的增压压力。另外在涡轮壳体内的涡轮前部还集成了一个温度传感器，用来测量增压空气的温度，发动机管理系统利用这个信息可以防止涡轮增压器过热。当温度超过 450时，还可以启动颗粒过滤器的还原功能。涡轮增压器在小负荷、低转速的情况时，处于可控调节状态，以便快速产生增压压力；大负荷、高转速的情况下会被调节，以便将增压压力保持在最佳范
7、围内。9、废气再循环为了能提高废气再循环流量，安装了一个废气再循环阀，该阀控制进气管内的废气再循环流量。废气再循环系统的接口在叉形管内，这个叉形管将两侧的汽缸汇集到排气一侧。这是一个高压的废气再循环系统，也就是说：废气再循环压力总是高于进气管压力的。进入进气管内的废气气流与吸入的空气气流的方向是相反的，这就可以使得新鲜空气与废气均匀而充分地混合。为了能有效减少废气中的颗粒和氮氧化物（NOX）,在发动机暖机时，废气由一个冷却器来冷却，该冷却器内部充满流动的水且可由开关控制。发动机冷机状态时，旁通阀打开（如图 10 所示） ，废气再循环直接进行，以便能以最快速度加热催化净化器；发动机暖机状态时，旁
8、通阀关闭（如图 11 所示） ，废气被强制通过用水来冷却的废气再循环冷却器。10、 调节这是第一次在 Audi 柴油发动机上使用了 传感器（如图 12 所示） 。这种 传感器就是汽油发动机上使用过的宽频带 传感器，其特点是在整个发动机转速范围内均可接收 信号。通过 传感器可以调节废气再循环流量并校正烟雾排放。 测量值（约 1.3 或更稀）可将废气再循环率调节到烟雾排放极限值，从而提高废气再循环率。 调节也用于验证空气流量计信号的可信性（HFM） ，空气流量是采用一个计算模式根据 值计算出来并与空气流量计值相比较的。这样就可以对整个系统（废气再循环、喷射、供油始点）进行校正。如果 信号发生故障，
9、自诊断系统就会记录一个故障代码，同时指示灯（MIL，即多功能指示灯）亮起。11、预热装置这种预热装置（如图 13 所示）称为柴油机快速启动系统，它采用新型的陶瓷预热杆，该预热杆可在 2s 内达到 1000，这就保证了该款发动机可以像汽油机那样快速启动，而不会再出现一般柴油机的那种“1min 的延迟”。为了减轻车上电源的供电负荷，这种预热杆采用脉冲宽度调制（PWM）和相位偏移的方式来启动。奥迪 A6L 柴油发动机 TDI 第三代高压共轨工作结构原理（三）二、燃油供给系统 新款奥迪 A6L 3.0I-V6-TDI 型柴油发动机的燃油供给系统采用了Bosch（博世）公司的第 3 代共轨技术，如图 1
10、4 所示。该系统配有一个由齿形皮带驱动的高压泵，左、右气缸座各有一条分配管。喷油压力提高到了 1600bar（1bar =100kPa），比以前的第二代共轨系统提高了 250bar。1压电喷油阀新一代共轨系统上最重要的改进就是燃油喷射系统采用了如图 15 所示的压电喷油阀（Piezo-喷油阀）。这种喷油阀是利用压电效应来控制的。压电效应是指当离子构成的晶体（电气石、石英、酒石酸钾钠）发生变形时，会产生一个电势。压电效应也可以反过来用，即加上电压后晶体会被拉长。采用压电喷油阀的好处在于：每个工作行程可产生多个触发周期；大大缩短多个喷油阀之间的切换时间；可以产生很大的力以对抗共轨压力；燃油卸压时可
11、精确地控制行程；触发电压为 110148V，这取决于轨道的压力。需要注意的是：维修时，如果更换了喷油阀，则必须对喷油阀进行与喷射系统匹配的操作，同时，还要进行喷油量对比（IMA）试验。喷油阀中的液力转换器（连接模块）将执行元件模块长度的增长转化为液体压力和位移，然后作用到切换阀上。连接模块（如图 16 所示）的作用就像液压缸，它的上面通过压力调节阀总是作用有 10bar 的燃油压力，该压力使这个液压缸反向运动。如果没有这个反向压力，则喷油阀就会失效。燃油在连接模块中的连接活塞 A 和阀活塞 B 之间起压力缓冲垫的作用。当喷油阀有动作但不喷油时（系统内进入了空气），喷油阀就会以启动转速来进行排气
12、。喷油阀中的切换阀（如图 17 所示）由阀门板、阀门芯、阀门弹簧和节流片组成。燃油经节流片上的入口节流阀（Z）流到喷嘴针阀处并进入该针阀上部的腔内，于是喷嘴针阀的上部和下部压力就平衡了，喷嘴针阀就被喷嘴弹簧的作用力保持在关闭的位置上。当压下阀门芯时，回流通路就打开了，轨内的压力油首先流过喷嘴针阀上部的一个较大的出口节流阀（A），于是喷嘴针阀就被该压力抬离针阀座，然后就开始喷油。由于压电元件的切换脉冲非常快，因此在每个工作行程中可以完成多次连续的喷油过程。当发动机冷机且以怠速运行时，喷油阀要进行两次预喷油和补充喷油。是否进行预喷油取决于发动机的负荷、转速以及变速箱的挡位。随着负荷的增加，预喷油逐渐减少，直至全负荷时只有主喷油在工作了。两次补充喷油都是用来还原颗粒过滤器的。
