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剖析丰田凯美瑞轿车发动机新技术
来源:汽车与驾驶维修  作者:佚名  2015-04-21 07:52:02

    2015年1月上市的广汽丰田凯美瑞轿车,搭载了6AR-FSE发动机。该款发动机的喷油系统采用了缸内直喷+进气口喷射的形式,进气系统配备了广角相位调整机构。由于这2项技术的应用,发动机在未增加排气量的情况下,动力性能有了大幅度提升(图1)。下面就针对这款发动机的技术特点进行简要的介绍,希望读者能够借此对发动机的前沿技术有所了解。

    1.喷油系统
    丰田公司将缸内直喷+进气口喷射的组合方式称为D-4S系统。在该系统中,发动机控?#39057;?#20803;通过测量发动机的进气量,确定基本喷油量,然后再根据其他传感器的信号,确定发动机的工作状态。对于不同的工作状态,2种喷油器的喷油相位和喷油量均不相同。喷油控制的目标是,最大限度地优化混合气的燃烧。
      (1)分层燃烧
    混合气的分层燃烧可以加速其燃烧过程,提高燃烧效率。发动机冷启动后,为了尽快?#36842;?a target="_blank" href="http://www.7679439.com/article/sort0253/sort0550/info-300800.html" class="UBBWordLink">分层燃烧,在排气行程即将结束、进气门?#24418;?#24320;启时,便将燃油喷入进气口。这样,当进气门打开时,已初步挥发的燃油便立即被吸六气缸。此外,在压缩行程将要结束时,缸内喷油器还要喷射一部分燃油,这样形成的分层混合气,在火花塞附近区域比其他区域浓(图2)。这可使点火提前角减小,从而提高废气温度。废气温度提高后,可快速加热催化剂,并明显改善尾气排放性能。

      (2)均质燃烧
    为了优化混合气的燃烧,在做功、排气和进气行程中,发动机控?#39057;?#20803;都会精确控制进气口喷油器的喷油量和喷油相位。此外,发动机控?#39057;?#20803;?#19981;?#22312;进气行程前期,控制缸内喷油器的喷油量和喷油相位(图3)。在车辆行驶中,发动机控?#39057;?#20803;会结合或单独使用2种不同类型的喷油器,来产生最佳的均?#39542;?#21512;气。这种喷油系统避免了单一缸内直喷系统常见的?#24085;?#29289;排放问题。在车辆行驶中,喷油系统可利用喷射燃油的蒸发效应,冷却压缩空气,从而同时提高进气效率和输出功率。

      (3)怠速喷油
    发动机暖机后,怠速运转时,缸内喷油器停?#26500;?#20316;。在这种情况下,采用进气口喷油方式,保证混合气的稳定燃烧,从而使发动机能够非常安静地运转。
      (4)喷油扇面的优化
D-4S?#29616;?#20102;老式缸内直喷系统中所采用的涡流形成方式,进气端口改进为高流量型(图4),这种系统更能体现直喷的优点。D-4S燃油喷射系统采用高压单缝喷嘴型喷油器,这种喷油器可使燃油更好地雾化,并使其扩散至更广的扇形区域内。控制系统在最佳时刻将燃油喷入燃烧室,从而使燃油最大程度地与空气混合。由于提高了燃油喷射的扩散性,所以?#36842;?#20102;均?#39542;?#21512;气、高性能和高动力输出。

      (5)喷油器的特点
    缸内喷油器的密封件采用了特氟隆材?#24076;?#19982;缸盖接触部位使用隔振垫,以?#26723;?#21943;油器噪声,并提高密封性能进气口喷油器总成采用O形圈+挡圈方式,?#26723;?#24037;作噪声、提高静音性能并确保紧固件的气密性。此外,进气口喷油器还采用高雾化的12孔长喷嘴。这样,既优化了进气口内的气流,又?#26723;?#20102;燃油粘附量,从而提高了燃效并减少排放。
    2种喷油器都对移动部件和电磁线圈进行了优化(图5),以?#36842;?#29123;油喷射量动态范围的扩展和零件?#24085;?#30340;高温性能,从而提高燃效并减少排放。

      (6)高压油轨
    高压油轨使用铸铁制成(图6),油压传感器安装在油轨总成上。喷油器和油压传感器与油轨的连接,采用金属对金属的密封连接,以确保行车安全。安装缸内喷油器的每个位置上都装有卡箍,它们向喷油器施加恒定的弹簧力,可在发动机启动期间油压?#31995;?#30340;状态下,防止燃烧室气压施加在喷油器上的冲击力使其移动。这些卡箍在?#26723;?#25391;动和噪声的同时,还提高了喷油器的密封性能。

      (7)密封圈的安装
    在安装缸内喷油器的密封圈时,必须使用专用工具SST.首先将带有密封圈的护套装在喷油器的喷头上,然后用手指将密封圈向下推入喷油器的凹槽内(图7)。然后将SST缓慢地滑到密封圈位置,并保持5s以上,使已经被撑大的密封圈?#25351;?#21040;原有的尺水最后检查并确认密封圈未划伤、变形或从喷油器凹槽中凸出。

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关键词:凯美瑞

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