奥迪3.0I-V6-TFSI-发动机与宝马N53发动机的比较(学生作业)

奥迪3.0I-V6-TFSI-发动机与宝马N53发动机的比较
张建彬、雷杰飞 09汽运五班
一、两款发动机简介
1、2010年国产奥迪A6L配备的3.0-TFSI发动机
T-机械增压，Fuel 燃油 Stratified 分层Injection直喷，主要特点：全铝材质、缸内直喷、机械增压。

目前国内使用此款发动机的只有奥迪A6L的顶配车型，不过据悉四门版的奥迪S5也搭载的是3.0TFSI发动机，估计在不久的将来也会进入国内市场，而且在S5上这台发动机的调教更激进，不过A6L上的调教就显得有点保守，升功率没有突破100马力/L，不过扭矩输出相当惊人。

此外由于A6L采用纵置发动机布局，因此不用为发动机舱容积担心，3.0TFSI发动机是标准的V形发动机，气缸夹角为90度。

同样奥迪A6L 3.0TFSI豪华型也用成绩证明了自己的实力，在实际测试中，其0-100km/h加速用时为6.2秒，比官方公布的6.6秒还要迅猛一些，要知道这款车的自重比刚才的旅行版R36还要大，已经达到了1900kg，但加速性能却没有被拖累的迹象。

2、宝马N53发动机
装备于BMW 325i和335i的直列6缸发动机更轻、更快、更有力、更高效：没有什么比发动机性能更为全面地诠释一款车型的性格。

全新BMW直列六缸发动机应用了镁铝合金，为动力工程技术树立了新的行业标准。

它运转流畅，功率惊人：BMW 335i的动力单元配备高精度直喷系统和双涡轮增压技术，最大功率输出高达225千瓦 (306马力) ，5.8秒的瞬间即可以完成百公里加速
二、技术数据对比
对比两发动机的技术参数，我们得出一下5点结论：
1、达到最大功率时的转数，奥迪比宝马降低近2000转，且维持最大功率的转数范围宽；
2、输出的最大扭矩，奥迪比宝马大100Nm，且比较稳定；
3、压缩比，奥迪小于宝马；
4、发动机重量奥迪比宝马大22kg；
5、奥迪排放达到欧5，宝马欧4。

三、六缸V型排列VS六缸直线排列
关键词：减少体积，减轻重量，提高抗性
气缸V型排列充分利用动力学原理，具有良好的平稳性，可以降低震动和噪音，同时增大发动机排量，降低发动机高度。

而直列六缸发动机由于占用空间太大逐渐被很多汽车厂商用更加紧凑的V6发动机所代替，但是宝马倡导的驾驶者的优越的操控性能，所以一直坚持自己的传统。

理由很简单，因为纵置直列六缸发动机更容易实现车身前后质量50：50的轴荷分配。

而且，纵置直列发动机相比V型发动机更有利于节省横向空间，不仅使发动机舱更容易布置，也可以使前悬架最大化利用发动机舱的横向空间。

但是直列六缸发动机的体积和长度却远远大于结构紧凑的V6发动机，因此宝马虽然不能在结构紧凑性上取得优势，则将改进的重点放在材料上，3.0升直六发动机采用了独创的镁铝合金材料技术，使得这款发动机比老款发动机的重量降低了30%，161公斤的发动机重量也是直六发动机中最轻的。

而奥迪采用过共晶AlSi1717Cu4Mg-合金经低压金属模整体铸造而成，提高了缸体的承载能力，保证抗变形能力和稳定性能。

四、气门升程系统VS双可变气门系统
1、奥迪气门升程系统：（3.0I TFSI 发动机取消该系统）
2、宝马双可变气门系统
VANOS是宝马开发的连续可变气门正时技术（Steplessly Variable Valve Timing），而宝马3.0升直列六缸发动机采用的是进气气门正时和排气气门正时同时可变的double-VANOS 双可变气门系统。

double-VANOS系统能够在大部分转速区内持续地调节进气气门正时和排气气门正时，并且double-VANOS系统还能够在各种工况下控制高温废气再循环进入进气歧管的流量。

它可以利用调节再循环废气量在低速时提高燃油经济性，在高速时产生最大输出功率而这款3.0升发动机的另一个亮点便是Valvetronic技术，它是在原有的进气气门正时及排气气门正时无级可变的double -VANOS技术基础之上，增加了进气气门升程可变功能。

在功能上，宝马的Valvetronic技术与本田的i-VTEC技术非常接近，但是宝马的Valvetronic
技术实现的方法却完全不同，可调节的气门升程也更加广泛，采用Valvetronic技术的进气气门开启深度最浅为0.25mm，最深为9.7mm
五、奥迪分层燃烧技术VS宝马高精度直喷系统
1、奥迪FSI——燃油分层喷射发动机
FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射。

该技术的运用使FSI发动机与传统发动机相比拥有更低的油耗、更好的环保和更大的输出功率和扭力。

燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。

什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。

直喷式汽油发动机采用类似于直喷式涡轮柴油发动机的技术，可将燃料直接注入燃烧室，其控制的精确度接近毫秒。

通过一个活塞泵提供所需的100巴以上的压力，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。

它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。

如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。

通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。

浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。

2、宝马高精度直喷系统
BMW创新的汽油直接喷射系统——高精度直喷，它工作的最终目的就是使燃烧过程更加高效，为发动机带来更高的性能并显著降低油耗。

高精度直喷系统是BMW EfficientDynamics 的组成部分，BMW EfficientDynamics是BMW的系列创新科技，致力于在提高性能的同时降低油耗。

高精度直喷系统的核心要素是位于气门和火花塞之间的压电喷油器。

喷油器内部是多层压电晶体，当电流通过时，它们会立即膨胀。

这使定量的油气混合物从喷油器喷针喷出，通过出口（仅头发粗细）进入压力为200 bar的燃烧室。

指甲大小的锥形气云被精确喷射到火花上，并与过量的氧气燃烧。

与传统喷射系统相比，BMW高精度直喷系统需要的燃油非常少，并消除了由于燃油被喷射到燃烧室壁上而未燃烧所造成的浪费。

得益于压电喷油器，燃油可于0.14毫秒内喷射，这使得单个燃烧过程中可引入多次燃油喷射。

高性能和灵活的电子控制系统根据发动机动力要求、运行温度和汽缸压力调整定时和喷射油的定量。

这确保燃烧被精确控制，在任何行驶状态下都能保证清洁和高效。

六、机械增压+进气气管翻板模块VS涡轮增压+可变几何进气系统
1、奥迪带罗茨式增压器的进气系统
该壳体为整体式的，其中集成有一个罗茨式增压器、一个电动旁通翻板和增压空气冷却器（每侧缸体各有一个），其底侧是通往各个汽缸的空气出口。

现代的罗茨式增压器是螺旋式增压器，奥迪罗茨式增压器使用的是四叶片式转子，两个转子的每个叶片与纵轴呈160°布置。

因此供气更连续、波动更小。

且增压模块完全处于发动机的内V型里面了。

因此发动机结构平整，满足对行人保护的要求。

增压模块的总重量为18kg（不带冷却液时）。

罗茨式增压器由曲轴通过第二套皮带来驱动。

这个驱动是永久式的，不是由电磁离合器来接通和关闭的。

这两套皮带通过公用扭转振动减振器内的橡胶层将曲轴振动隔离开。

曲轴与增压模块之间的传动比是1：2.5。

因此增压器的最高转速可达18000转/分。

2、机械式罗茨增压器与废气涡轮增压器相比较，优、缺点如下：
3、进气歧管翻板模块
为了改善内部混合气形成状况，在3,0l-V6-TFSI-发动机上使用了进气歧管翻板。

这些翻板位于增压模块和缸盖之间的一个中间法兰上。

进气歧管翻板阀 N316
进气歧管翻板固定在一根公用轴上，由一个真空单元来进行操纵。

所需要的真空由进气歧管翻板阀N316来接通，发动机控制单元根据特性曲线来控制进气歧管翻板阀N316。

信号中断时的影响
如果无法操控N316或者N316损坏了，那么就不会接通真空了。

在这种状态下，进气歧管翻板在真空单元内的弹簧力作用下会封住缸盖内的功率通道，因此发动机功率就降低了。

４、宝马可变几何形状进气系统
七、排气系统对比
１、奥迪λ形排气歧管
排气歧管是这样设计形状的，让每缸排出的废气直接到达催化净化器前的的宽带λ传感器处。

这样废气就不会与来自另一缸的废气混合在一起了。

2、宝马N53排气系统
3、N53排气系统控制原理图
参考资料
[1] 自学手册437 Audi 3.0i V6-TFSI-发动机（带有罗茨式增压器）。

[2] 自学手册 411 带有Audi气门升程系统的2，8I-和3，2I-FSI-发动。

[3] 售后培训产品信息 N53发动机，2006。

[4] 张西振汽车发动机构造与维修机械工业出版社 2010。