11_dieselengine

预燃烧室方式
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直接喷射
EX102
喷射方式
涡旋室方式： 本发动机采用导入辅助室内的燃烧方式。
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EX102
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喷射方式
预燃室方式： 柴油发动机中有预燃室，燃油喷入炽热的预燃室内。
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EX102
喷射方式
直喷方式： 燃油直接喷入活塞上面的燃烧室内。
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EX102
·预喷射循环 在主喷射循环开始之前，少量燃油在低压下被喷入。这个喷射过程叫预喷射循环， 少量燃油的燃烧使燃烧室内的压力和温度上升。这符合主喷射快速点火的要求。 在预喷射循环和主喷射循环之间的喷射间隔，燃烧室内的压力平缓上升，而不是一个 突然的上升，使得燃烧噪音低，排放的氮氧化物也少。 ·主喷射循环
为什么要采用柴油发动机？
动力强劲：
在较低的发动机转速下即可达到较大的扭距输出， 整车动力强劲，加速性好.
经济性好:
较低的油耗，较低的燃油价格。
利于环保：
直喷柴油发动机燃烧效率通常高于40％，而汽油 发动机仅为30％左右。
尾气排放对温室效应影响小；自1980年以来，其 颗粒排放已经减少了70％
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EX10T2DI 发动机－奥迪10年的 TDI Know-How
TDI柴油机的历史进程
1989: 1991: 1993: 1994:
1995:
1997:
1999:
第一台5缸 88 kW (120 bhp/265 Nm) TDI 发动机， 采用喷油压力达900 bar径向柱塞喷油泵。
V8165 kW (225 bhp/480 Nm) TDI 发动机，采用1350 bar 的共轨喷油系统， 以及可变进气几何截面（VTG)涡轮增压器和 4气阀技术。
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EX102
1985
1989
1996/97/98
VE
mechanically controlled
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径向柱塞分配式喷油泵有自己单独的 控制单元，该控制单元用于控制和监 控喷油泵的执行元件。因此在控制单 元内存有特性曲线，这些曲线与喷油 泵精确相配。控制单元与喷油泵是一 体的，这两个件是刚性相连的。
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EX102
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EX102
喷油始点调节装置
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EX102
径向柱塞分配泵
更高的喷射效率。 高达1500 bar的喷 油压力。
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EX102
BAU定货号：0 470 506 033
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博士公司定货号 旋转方向(从输入端看) 大众公司备件号
制造厂家代码(德国本土) 生产日期 产品序号 产品批次号
EX102
第一台柴油发动机
柴油发动机之父 RudolfDiesel
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EX102
第一台轿车用柴油发动机
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EX102
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2000
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EX102
柴油发动机的最新发展
导致
柴油发动机的动力性、经济性、排放 率和噪音级一直在提高。
喷嘴电磁 阀 收缩活 塞 喷嘴弹 簧
喷嘴针 阀
EX102
·主喷射循环开始
喷嘴针阀关闭后短时间内，高压腔内 压力立即重新上升。这时喷嘴电磁阀仍 然关闭，泵活塞下移。约300bar时，燃 油压力高于喷嘴弹簧作用力，喷嘴针阀 再次上升，主喷油开始。喷射过程中， 进入高压腔的燃油多于经喷嘴喷出的燃 油，压力不断上升，最高可达2050bar。
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EX102
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EX102
可调整叶片式涡轮增压 器
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EX102
可调叶片式涡轮增压器调整原理
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EX102
气门的操纵
气门由凸轮经摇臂控制。 摇臂支撑在固定的液压式气门间隙补偿 元件上。 与液压桶形挺杆相比有如下优点： 运动质量小 摩擦力小 ••
主喷射循环的关键是产生良好的混合气，使燃油完全燃烧。高喷射压力使空气和燃 油完全混合最终雾化，充分燃烧，减少排放污染物并确保发动机高效率运转。 ·喷射结束
在喷射结束过程，压力迅速下降和喷嘴迅速关闭是很重要的。 防止燃油在低喷射压力下以大颗粒滴入燃烧室，否则燃油不 完全燃烧，产生很高的排放污染物。
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·预喷射循环结束
上升的压力使收缩活塞下移，使高压 腔内容积扩大，于是压力瞬时下降。这 时施加在针阀上的弹簧力和液体压力增 大，因此喷嘴针阀关闭，预喷射结束。
收缩活塞的下移增加了喷嘴弹簧的压 紧程度。若想再次打开针阀，油压必须 比预喷射过程中的油压高。
高压腔
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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泵活塞
VP37
electronically controlled
VP44
CRS
UIS
solenoid valve controlled
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EX102 工作行程
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EX102
柴油机的基本型式
涡流室方式
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EX102
在转速2500-3000 l/min时的比油 耗 油耗的比较：
以火花点火式发动机（汽油机）为100 ％： 直喷汽油机（FSI):
油耗降低15％－20％； 压燃发动机（IDI Diesel):
油耗降低25％－30％； 涡轮增压直喷柴油发动机（TDI):
油耗降低40％－45％；
燃油的压力将喷油始点调节活塞向右推动，
喷油始点调节活塞与斜凸轮调整环是连接在
一起的，因此喷油始点调节装置的水平运动
就使得斜凸轮调整环向“提前”方向转动。
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EX102
·预喷射循环开始 喷射凸轮通过滚柱式摇臂将泵
活塞压下，将高压腔内的燃油排 出到供油管。
发动机控制单元控制喷嘴电磁 阀吸合起动 喷射循环，此时， 电磁阀针阀被压入到阀座内，关 闭高压腔到供油管的通道，高压
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双弹簧喷油泵，双级燃油 喷射和燃烧，确保燃烧过 程平顺，安静，发动机具 有较低的振动。
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EX102
可变进气截面的涡轮增压器
1 = 节流片 2 = 涡轮 3 = 中间轴 4 = 泵轮
2 1
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EX102
工作原理 随着转速的升高，喷油始点应“提前”，喷 油始点调节装置就是执行这个任务的。 喷油始点调节装置的控制活塞通过弹簧力压 在喷油始点调节活塞上，控制活塞的环形腔 通过一个孔从喷油泵的内腔得到燃油压力， 喷油始点阀确定控制活塞的环形腔内燃油压 力的大小。 随着转速的提高，喷油始点阀会提高环形腔 内的燃油压力，这时控制活塞就顶着弹簧力 离开喷油始点调节活塞，从而让出了一个通 道，于是燃油到达喷油始点调节活塞的后部。
关键因素
优良的混合气准备
高效的喷射系统产生足够高的喷射压 力，确保燃油雾化良好；同时对喷油 始点与喷油量进行精确控制。
如何保证
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EX102
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低排放 耐久性强 成功 经济 创新 驾驶乐趣
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TDI= Turbocharged Direct-Injection Diesel Engine 涡轮增压直喷柴油发动机
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汽 油
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柴 油
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EX102
欧洲市场柴油车的比例已经超 过40％以上
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EX102
Development course：
1. 1905年提出了喷油器的设想。 2. 自20世纪50年代以来，配备机械式泵喷射系统
Nm
216
144
功率
扭距
按 89/491/EEC
72
发动机转速 1000 2000 3000 4000 500r0pm
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EX102
新型径向柱塞分配式喷油泵的作用： • 从油箱中抽取燃油 • 将燃油加压至1500 bar • 将燃油分配到各汽缸
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4缸 81 kW (110 bhp/225 Nm) TDI 发动机，采用喷油压力达1100 bar 径向柱塞喷油泵 及可变几何截面（VTG)涡轮增压器。
世界上轿车首次采用 110 kW (150 bhp/310 Nm)，带喷油压力达1500 bar径向柱塞喷油泵 及可变进气几何截面（VTG)涡轮增压器的V6-TDI。TDI首次采用 4气阀技术。
发动机控制单元的信号被喷油泵控制单元转换 成用于控制喷油始点阀的信号。 喷油始点调节装置的作用就是使供油始点与发 动机转速相匹配。
的柴油发动机就已应用于轮船和卡车上。 3. 1990年首次在柴油发动机上应用增压技术。 4. 20世纪末期，Volkswagen和Robert Bosh AG公司
合作，首次研制出适用于轿车的电磁阀控制泵 喷射系统柴油发动机。 5. 不久的将来， Diesel的梦想“无烟、无臭味的排 气”将会成为现实。
4缸 66 kW (90 bhp/182 Nm) TDI 发动机，采用喷油压力达950 bar径向柱塞喷油泵。
装于Audi ASF 概念车上的V8-TDI在法兰克福国际车展亮相。
所有奥迪TDI发动机均满足欧II排放法规。 5缸 103 kW (140 bhp/290 Nm) TDI 发动机， 采用喷油压力达1000 bar径向柱塞喷油泵。
如图，在前1/3行程，喷嘴无阻尼打开， 将预喷射油量喷入燃烧室。 当缓冲塞堵住喷嘴壳体的内孔时，针 阀上部的燃油只能通过泻油间隙排入喷 嘴弹簧室，从而形成一液力阻尼垫，限 定预喷射循环的针阀行程。
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无阻尼行程
缓冲塞
喷嘴弹簧室 喷嘴壳体 泄油间隙 液力阻尼垫
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腔内开始产生压力。当压力达 180bar时，压力高于喷油针阀弹 簧压力，喷嘴针阀上 升，预喷 射循环开始。
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高压腔
泵活塞 电磁阀座
电磁阀针阀
供油管 喷油针阀
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·预喷射的控制-缓冲塞阻尼作用 在预喷射循环，喷嘴针阀行程被液力
“阻尼垫”阻尼。因此，可以准确控制 喷射量。
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EX102
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EX10如2何控制？
发动机控制单元接收来自传感器的关于 发动机工况及踏板方面的信息，然后分 析这些信息，从而确定喷油量和供油始 点，发动机控制单元再将确定的这些值 发送给喷油泵控制单元。 喷油泵控制单元计算出用于油量调节电 磁阀和喷油始点阀的命令，这就需要考 虑来自发动机控制单元的信号和来自喷 油泵内的转角传感器信号。 喷油泵控制单元将喷油泵工况的回应信 息发给发动机控制单元，以便对发动机 进行监控。喷油泵控制单元和发动机控 制单元之间的信号通过一根CAN总线来 传递。CAN总线的优点是：喷油泵控制 单元和发动机控制单元之间的所有信息 都是通过两条线传递的。 发动机控制单元还有其它任务，如控制 废气再循环和增压压力调节的执行元件
EX1T0D2I发动机
强劲的动力输出
最大输出功率：133 kW (181 bhp).
130
功 率 117 kW
91
最大扭距：370 Nm /1500-2750rp
最高车速 220 km/h.
65
0 – 100 km/h 加速时间为
9.4s.
39
90km/h等速百公里燃油消耗仅5.2
L.
13
360
扭 288 距
·主喷射循环结束
当发动机控制单元停止激活喷嘴电磁 阀后，
电磁阀针阀回位，燃油被泵活塞排出 到供油管，泄压。喷嘴针阀关闭。主喷 射循环结束。
高压腔
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泵活塞
喷嘴电磁 阀
喷嘴弹 簧
喷嘴针 阀
EX1T0D2I发动机领先的技术
先进的喷射系统
双弹簧喷油泵
总的行程 初始行程
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