新款奧迪AL .I-V-TDI型柴油發動機結構（上）

采用共軌噴射系統的3.0I-V6-TDI發動機是Audi公司新一代V型發動機中的第四種發動機。這種發動機結構緊湊，總重約220kg，堪稱目前最輕巧的V6柴油發動機。本文將以圖文並茂的形式介紹該款發動機的結構。
一、機械構造
1、曲軸箱

發動機缸體由GGV-40（蠕蟲狀石墨鑄鐵）制成（如圖1所示），汽缸間距為90mm（以前是88 mm)。汽缸孔壁采用紫外線光子（UV-Photonen）珩磨工藝制造，這種工藝有助於增強耐磨性並減少初始階段的機油消耗。

紫外線光子（UV-Photonen）珩磨工藝是在珩磨後再用激光束對汽缸鏡面進行的精加工。高能量激光束會以毫微（10-9）量級來熔化仍然突出的金屬尖點，這樣加工後，就可以立即形成光滑的汽缸鏡面（以前需通過活塞的工作才能形成）。
2、曲柄連桿機構

曲軸用調質鋼鍛造而成，通過4個軸承支承在一個主軸承框架內（如圖2所示）。分體式梯形連桿用一個飛濺軸承（上部）和一個三元軸承（下部）固定在曲軸上。
3、活塞

這種箱式活塞（如圖3所示）沒有用於氣門的凹槽，但活塞的中央有一個凹坑，活塞通過環形溝槽經機油噴嘴得到冷卻（與3.3I-V8-CR一樣）。
4、機油泵
新一代V6發動機上裝有可靠的雙中心式機油泵，該機油泵由鏈條經一根六角軸驅動（如圖4所示）。

5、凸輪軸

兩根凸輪軸（如圖5所示）是用精密鋼管制成的，凸輪環和兩個鋼堵是用IHU（內高壓成型）法制成的。排氣凸輪軸由進氣凸輪軸經圓柱齒輪來驅動，該圓柱齒輪是直齒齒輪（以前的圓柱齒輪都是斜齒齒輪）。使用這種輥式凸輪推桿對改善噪音來說是很有好處的，該推桿與凸輪軸驅動齒輪（已張緊且無間隙）一起可以起到降低配氣機構噪音的作用。

另外，該配氣機構具有齒面間隙補償功能（如圖6所示）。排氣凸輪軸上的圓柱齒輪（從動圓柱齒輪）是雙體式的，寬的圓柱齒輪是熱壓到凸輪軸上的，其前面有三個斜面；窄的圓柱齒輪上有與此相應的凹槽，並且可以在徑向和軸向移動。碟形彈簧可以產生一個軸向力，與此同時通過斜面將軸向運動轉化成旋轉運動。這會引起這兩個從動圓柱齒輪相互錯開一點，於是就可以形成間隙補償。
6、鏈條傳動機構

V6發動機的新一代傳動機構（如圖7所示）是通過鏈條來實現的，因而也就取消了齒形皮帶，這樣就可以在更多的車型上使用短結構形式的發動機。這種鏈條傳動機構是單排套筒鏈，布置在變速器一側，鏈條傳動機構有：中央鏈條（傳動機構 A），從曲軸到中間齒輪；右側和左側汽缸蓋上的進氣凸輪軸各有一根鏈條（傳動機構 B C）。還有一根鏈條是從曲軸到機油泵和平衡軸（驅動機構 D）。每根鏈條都有自己的液壓彈性鏈條張緊器及鏈條導軌，具有免維護且在發動機壽命內不必更換的優點。
7、進氣管

進氣管（如圖8所示）上集成有節流閥，該閥可進行無級調節，這樣就可以使得進氣狀況按照當前的發動機轉速和負荷與排放、油耗和扭矩/功率相適應。節流閥調節器上有電位計，它向發動機控制單元報告節流閥的位置。
節氣門和節流閥在超速運行狀態時會被打開，以便檢查空氣流量計並調整λ傳感器。帶有電動節流閥調節器的進氣歧管，為了使扭矩輸出和燃燒狀況達到最佳狀態，在負荷較低時關閉渦旋通道可以增強渦旋運動; 在負荷較高時打開渦旋通道有助於汽缸更好地充氣。在發動機啟動時，節流閥被打開，且在怠速時才關閉（在占空比約為80%時）。從怠速轉速直到約2750r/min（在占空比約為20%時），節流閥一直處於完全打開狀態。另外，在無電流以及超速狀態時，節流閥也是處於打開狀態的。
需要特別說明的是：如果更換了節流閥調節器，那麼必須進行節流閥調節器與節流閥的適配；如果是兩輛車之間的互換，那麼節流閥也必須更換。
8、VTG渦輪增壓器

為了能保證渦輪增壓器在較低轉速時做出快速響應，其導向葉片是通過一個電動調節器來實現調節的，這就能實現導向葉片的准確定位，從而達到最佳的增壓壓力。
另外在渦輪殼體內的渦輪前部還集成了一個溫度傳感器，用來測量增壓空氣的溫度，發動機管理系統利用這個信息可以防止渦輪增壓器過熱。當溫度超過450℃時，還可以啟動顆粒過濾器的還原功能。
渦輪增壓器在小負荷、低轉速的情況時，處於可控調節狀態，以便快速產生增壓壓力；大負荷、高轉速的情況下會被調節，以便將增壓壓力保持在最佳范圍內。
9、廢氣再循環
為了能提高廢氣再循環流量，安裝了一個廢氣再循環閥，該閥控制進氣管內的廢氣再循環流量。廢氣再循環系統的接口在叉形管內，這個叉形管將兩側的汽缸匯集到排氣一側。這是一個高壓的廢氣再循環系統，也就是說：廢氣再循環壓力總是高於進氣管壓力的。進入進氣管內的廢氣氣流與吸入的空氣氣流的方向是相反的，這就可以使得新鮮空氣與廢氣均勻而充分地混合。為了能有效減少廢氣中的顆粒和氮氧化物（NOX）,在發動機暖機時，廢氣由一個冷卻器來冷卻，該冷卻器內部充滿流動的水且可由開關控制。

發動機冷機狀態時，旁通閥打開（如圖10所示），廢氣再循環直接進行，以便能以最快速度加熱催化淨化器；發動機暖機狀態時，旁通閥關閉（如圖11所示），廢氣被強制通過用水來冷卻的廢氣再循環冷卻器。

10、λ調節

這是第一次在Audi柴油發動機上使用了λ傳感器（如圖12所示）。這種λ傳感器就是汽油發動機上使用過的寬頻帶λ傳感器，其特點是在整個發動機轉速范圍內均可接收λ信號。通過λ傳感器可以調節廢氣再循環流量並校正煙霧排放。λ測量值（約1.3或更稀）可將廢氣再循環率調節到煙霧排放極限值，從而提高廢氣再循環率。
λ調節也用於驗證空氣流量計信號的可信性（HFM），空氣流量是采用一個計算模式根據λ值計算出來並與空氣流量計值相比較的。這樣就可以對整個系統（廢氣再循環、噴射、供油始點）進行校正。
如果λ信號發生故障，自診斷系統就會記錄一個故障代碼，同時指示燈（MIL，即多功能指示燈）亮起。
11、預熱裝置

這種預熱裝置（如圖13所示）稱為柴油機快速啟動系統，它采用新型的陶瓷預熱桿，該預熱桿可在2s內達到1000℃，這就保證了該款發動機可以像汽油機那樣快速啟動，而不會再出現一般柴油機的那種“1min的延遲”。為了減輕車上電源的供電負荷，這種預熱桿采用脈沖寬度調制（PWM）和相位偏移的方式來啟動。
（未完待續）