气门

浅谈20万乞丐版奥迪A4L三大件下

发布时间:2023/3/18 14:53:03   

粗略的说了一下A4L的三大件(发动机,变速箱,底盘),今天来详细解刨下。

发动机:EA发动机阵营中包括1.0L,1.4L,1.6L三款自然吸气发动机和1.0T,1.2T,1.4T三款涡轮增压发动机。CVN是EA的一个系列,就像除了乞丐版A4L之外的DKU(2.0T,马力),CWN(2.0T,马力)都是属于EA系列的不同型号发动机。

●在EA.4T发动机的正时盖罩采用模块化集成设计,整个盖罩集成有机滤,曲轴箱通风系统的油气分离器。而EA1.4T发动机则取消了集成的设计,现在仅仅是一个铝制的盖罩并带有发动机支撑固定点,原先顶置的机滤被恢复到油底壳附近,这样机油在通过机泵就能尽快进入机滤完成清洁工作,因此节省了润滑油油道的长度,优化了正时盖罩的重量。

●EA机油泵具备双极可变排量的功能。

好处:减少动力损失,省油

●EA曲轴箱通风:刚才说到原先EA发动机在正时盖罩上集成了曲轴箱通风系统的油气分离器,那我们再来看看新的EA发动机是如何布置油气分离器的。

从拆解的情况来看,EA发动机的曲轴箱通风系统只在缸体上装配了一个油气分离器,不过其内部带有粗分离区域和细分离区域。

曲轴箱通风系统是维持发动机内部气压平衡的重要环节,在日常用车时,如果系统内部过脏(主要是油污),有可能造成内部的堵塞,进而造成内部压力失衡,上海大众的发动机工程师也做过这样的实验,他们故意将系统管路堵住,对系统工作进行人为干扰,用不了多长时间,发动机曲轴油封就会出现渗油情况。这样来看,当我们发现发动机缸体密封部位出现渗油时,一方面有可能是密封部件老化所致,也有可能是内部压力过大,将机油“顶”了出来。而问题的根源则在曲轴箱通风系统。

●让我们再来看看气门室盖集成化设计好处:集成度更高,重量更轻弊端:后期维修成本高我们还是从你能看到的地方说起,发动机最上面的叫气门室盖,传统意义上的气门室盖功能单一且材质多为树脂,当然也有些采用铝合金材质,其功能更多为密封,有些发动机在气门室盖内还设有油气分离器。但总体来说,这个部件本质上就是一个盖。

●原先EA发动机对这个部件进行了优化,使其不再是一个简单的密封盖,而是具备了凸轮轴盖的作用,这样,一个铝合金盖便集成了气门室的密封和固定凸轮轴的功能。这种设计也对自主品牌的发动机开发理念有着深远影响,有关话题以后我们会专门聊。言归正传,新的EA发动机将这部分的集成度做的更高。

简单来说,EA发动机的凸轮轴在结构上与凸轮轴壳体(气门室盖、凸轮轴盖集成后的新名称)不可分离,省去了传统的凸轮轴盖,结构优化的同时,减轻了重量,此外,在凸轮轴前端安装了一个滚珠轴承用于降低凸轮轴旋转阻力。这样的设计优势固然明显,但这给维修造成了“麻烦”,其实也不能称之为“麻烦”,只需要更换凸轮轴壳体总成(包括凸轮轴壳、凸轮轴、滚珠轴承)即可,只不过,由于部件不可单独更换(如果需要更换凸轮轴,则只能对凸轮轴壳体总成进行更换),因此维修费的支出比较高。

●既然说到了凸轮轴,那么,我们接着把整个配气正时系统介绍完,除了集成度更高的缸盖外,可变正时系统也有较大的变化,由原先的进气单侧VVT升级为进排气双侧VVT(1.6L自然吸气发动机仍旧只有进气侧VVT),其中,进气凸轮轴的最大调整角度范围在50°曲轴角,排气凸轮轴的最大调整角度范围为40°曲轴角。

●无论是进气还是排气都可以根据发动机实际工况对气门的开启时刻进行调整,优化了气缸的进排气效率,ECU对气缸的控制权限也更大。尽管,双VVT的技术配置已经很普遍了,但对于大众1.4T这个级别的发动机而言,这个进步还是有目共睹的。

另外再来说说VVT调节机构供应商的事,目前,上海大众使用的EA1.4T发动机的VVT调节机构是日本电装公司提供的,这家公司是汽车行业里名副其实的背后巨人,特别是电气化方面,几乎每辆汽车都有电装公司制造的部件。我们上一次提到这家公司是在马自达创驰蓝天发动机拆解文章中,电装公司为其提供了电动VVT调节机构,从而能够驾驭13:1的压缩比。

●正时皮带好处:噪音小,重量轻你没看错,EA发动机的正时系统使用的就是皮带,有些人在看到这个信息点的时候会对此嗤之以鼻,“都什么年代了还用皮带?”

在人们固有的认知中,采用链条的正时系统好处诸多,其中最重要的一定就是免维护,但不可否认的是,尽管在技术上可以改善静音方面的性能,但毕竟是金属与金属之间的接触,噪声还是个问题,尤其是随着车辆行驶里程的增加,正时链条发出的噪音也可能变大。而橡胶材质的皮带在噪音控制环节就有本质的优势,如果能解决每6万公里至8万公里定期更换的问题,那么,这样的皮带显然更“高级”。

EA发动机的正时皮带就是长寿命的类型,由大陆(Continental)提供的皮带理论上可做到终身免维护(寿命达到30万公里),但官方保养手册规定在车辆行驶9万公里时要进行保养,之后每3万公里进行一次检查,如果发现异常,需要进行更换。

我们都知道,油污对橡胶的腐蚀比较严重,因此,皮带的工作环境的清洁程度是决定使用寿命的一个原因,尽管皮带表面的涂层可提高耐腐程度,但仍旧不允许有机油从密封处渗入正时皮带室内。除了橡胶老化外,皮带的抗拉伸性能也影响着配气正时的工作,如果过度拉伸直至超过张紧器的能力范围,有可能会出现“跳齿”现象,跳1、2个齿或许系统能够通过VVT进行补偿,而一旦突破阈值,就会给发动机造成不可修复的损伤(主要是气门与活塞会出现撞击)。这些问题,上海大众的发动机工程师表示,“现在使用的这种皮带经过验证已无需过度考虑维护保养问题,基本就是终身免维护,而且噪音还小”。

●缸盖集成排气歧管

好处:热管理得到优化,将排气歧管集成在缸盖的设计理念是一个趋势,热管理的优势对于排放控制有着积极的作用。

缸盖内部的排气歧管穿插着水道,发动机运转时,串流的冷却液与排气歧管实现热交换,最直接的益处是冷车启动时可以利用排气产生的温度给冷却液“加热”,与传统冷却系统的温控逻辑相结合,使得发动机水温尽快上升至最佳工作温度(90℃左右)。

●控制水温的设计

好处:缸盖、缸体进行差异化管理,更有针对性

集成式的缸盖确实是一种新的热管理方式,但新的热管理技术还是要依托传统冷却技术才能发挥优势。

节温器是控制冷却系统工作状态的核心部件,EA发动机使用的是传统石蜡型节温器,有些发动机使用了ECU可主动控制的电子节温器,在控制上,电子类型显然更灵活,不过,从实际控制情况评估,节温器最重要的性能则在于能够在设定的温度下完成打开和关闭的动作以切换冷却液的大、小循环,而电子节温器的结构也仅是在石蜡结构的基础上装一个加热装置而已,换句话说,只有在冷却液温度趋于正常工作温度时,节温器的打开才有意义。

●冷却系统的控制逻辑基本延续了EA发动机的设计,两个节温器分别控制通往缸体和缸盖的两条循环水道,由于缸体和缸盖的温度特性不同(缸体的温度高于缸盖并且升温速度也更快),所以两个节温器的开启温度也不同。

●控制缸体水道的节温器开启温度更高,换句话说,缸体的工作温度也会略高,这样有利于降低曲柄连杆机构的内部摩擦。而控制缸盖的内部水道循环的节温器则开启温度略低,缸盖因此可得到更好的冷却,从而能够降低燃烧室内部的温度,对进气以及气缸的工作稳定性都有好处。

节温器及壳体与水泵集成在一起固定在缸体上,水泵由排气凸轮轴带轮通过齿形皮带直接驱动,相比EA发动机上由发电机皮带驱动的水泵,在空间上则更为紧凑。事实上,原先EA发动机的水泵也是嵌入缸体的设计,水泵带轮是由正时皮带驱动,但后来这一部分的设计趋势更偏向于外挂形式,主要是可以简化缸体水道的设计,现在EA在水泵的布置环节基本兼顾了空间布置以及结构优化。

●涡轮增压器的电控废气阀门被“简化”

好处:减少一个噪音源

涡轮增压系统的整体结构与之前EA.4T发动机基本相同,但一些细节的变化,还是能够看出大众在这类发动机的研发理念的转变。

●大众在EA.4T发动机上开始使用水冷式中冷器,并将其集成在进气歧管内,相比使用风冷式中冷器的涡轮增压发动机,无论是在体积方面,还是对进气温度控制方面,水冷式中冷器都有优势。现在很多厂商都在运用水冷中冷器技术,像雷克萨斯NX搭载的2.0T发动机、搭载于奔驰A级AMG的M.0T发动机或者款奔驰E级使用的3.0T发动机、宝马V8发动机等等,只不过,在水冷式中冷器的布置上有所不同,像1.4T这种小排量发动机对集成度的诉求就比较强烈。EA1.4T将这样的设计延续了下来。

因EA发动机将排气歧管集成到了缸盖内,所以,涡轮增压器总成的结构也变的简单了,(原先增压器集成了排气歧管)。如果你对之前的EA.4T发动机比较了解,再加之观察够仔细,就会发现另一个细节变化,EA.4T发动机通过内部压力控制环节优化改善了涡轮响应速度,具体方式是将传统的依靠真空控制的超速切断阀升级为控制更直接、精准的电磁阀。不过,在进化到EA后,1.4T发动机却没有了这个装置。

●先来说说那个电磁阀是如何保证动力响应速度的废气循环电磁阀本身是常闭的状态,也就是说,在不工作的时候,不影响进气管路内的压力环境,例如在加速时(在各个挡位的转速区间内),电磁阀关闭,确保进气压力,而在换挡收油的时候,这里需要注意的是收油的动作,更准确的说是节气门关闭的时候,当节气门关闭时,此时涡轮叶片转速仍处在与发动机转速相匹配的状态,这就会导致涡轮增压器到节气门这段气道内的压力骤升,升高的压力会反作用于涡轮叶片并使其转速降低,如果不对这一现象进行干预,驾驶员再一次踩下油门踏板或变速箱完成升挡后,涡轮增压器显然并不能即时建立足够的进气压力,最终造成加速响应慢的现象。

提到的这个电磁阀就是用于管理这一阶段进气压力的,当节气门关闭时,电磁阀打开,于是气道便形成了“短路”的效果,增压后的空气从高压端顺着电磁阀开启的方向进入低压端并在此循环至涡轮叶片,经过这样的引导,涡轮叶片的转速就不会有过大幅度的变化了,也就保证了动力响应速度。

●在研发EA时工程师的视野并没有局限于发动机本身,而是站在整个大众集团平台化发展的角度制定发动机的研发目标,无论是十几万元的大众品牌车型,还是20万元左右的奥迪车型,又或者是未来的发动机中置跑车,这台EA1.4T发动机在适应能力和品质方面都可以满足不同定位的产品需要。而只要能够适用该平台的车型,动力性能通过软件调校亦可实现。

变速箱:什么是双离合变速箱?

双离合变速器顾名思义,双离合变速器的技术关键就在于双离合,也就是有两个离合器,其中一个负责奇数档(1、3、5、7挡),另一个离合器负责偶数档(2、4、6挡)。可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一,并建立在单一的系统内,它没有液力变矩器也没有行星齿轮组。从齿轮部分乍一看很像一台手动变速器,因为它有同步器,但不同的是它用“双”离合器控制与发动机动力的通断,这两台自动控制的离合器,由电子控制及液压推动,能同时控制两组离合器的运作。

双离合变速器(DualClutchTransmission)DCT有别于一般的自动变速器系统,它基于手动变速器而又不是自动变速器,除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外,还能提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器,当换挡时,驾驶员须踩下离合器踏板,使不同挡的齿轮做出啮合动作,而动力就在换挡期间出现间断,令输出表现有所断续。当前越来比较多的车型基本都使用了双离合变速箱,双离合变速箱有它自己的优点,也有缺点。但尽管骂声一片,非常多车企還是坚持使用。那么国内车企为何如此热爱使用双离合变速箱?下面和小编一块来看一下双离合变速箱利弊吧。正是因为双离合变速箱有着这种先天优势,各大厂家即便困难重重也必须想方设法去攻克技术难关,研发自己的双离合变速箱,这其中就包含自主品牌。

●双离合变速箱利弊是什么

不管你是加速還是减速,在离合器下基本都已经预备好为你上下移动,所以当你在踩刹车后,需要立即加速,踩油门,发觉发动机加速,但沒有动力。同样,这两种状况也会严重关系双离合器的寿命。良好的做法是抬开刹车并滑行一段距离,然后进而开始加速油门。特别是拥塞道路,能把挂S档(S档时,发动机转速更高才会升档)或切换手动模式1档,防止走走停停1、2档之间太频繁的切换,变速箱过热。尽最大限度走一段停一段,不用半联动蠕行,假如插队的太多那也没法了。还有一类变速箱,如菲亚特,当你刹车踩到底的时候,离合不会切断动力,会一直结合,这就好比手动挡沒有踩下离合并且还挂着档一样,这么会把变速箱给“憋”坏的,因而这类变速箱当你等红绿灯或堵车时间超过5秒那么提倡挂到空档。

●双离合变速器优点

双离合变速器的优势有以下几点:1.换挡快。双离合变速器的换挡时间非常短,比手动变速箱的速度还要快,只有0.2秒不到。2.省油。双离合变速器因为消除了扭矩的中断,也就是让发动机的动力一直在利用,而且始终在最佳的工作所以能够大量节省燃油。相比传统行星齿轮式自动变速箱更利于提升燃油经济性,油耗大约能够降低15%。3.舒适性。因为换挡速度快,所以DCT的每次换挡都非常平顺,顿挫感已经小到了人体很难察觉的地步。4.在换挡过程中,几乎没有扭矩损失。5.当高挡齿轮已处于预备状态时,升挡速度极快,达到惊人的8毫秒。6.无论油门或者运转模式处于何种状况,换挡时间至少能达到毫秒(从奇数挡降到奇数挡,或者从偶数挡降偶数挡时,耗时约为毫秒,例如从第5挡降到3挡)。

●双离合变速器缺点

1.成本问题。双离合变速器的结构复杂,制造工艺要求的也比较高,所以成本也是比较高的。所以我们看到配备双离合变速器的都是一些中高档的车型。2.扭矩问题。虽然在可以承受的扭矩上,双离合变速箱已经绝对能满足一般的车辆的要求,但是对于激烈的使用还是不够。因为如果是干式的离合,则会产生太多的热量,而湿式的离合,摩擦力又会不够。3.由于电控系统和液压系统的存在,双离合器变速箱的效率仍然不及传统手动变速箱,特别是用于传递大扭矩的湿式双离合器变速箱更是如此。4.当需要切换的挡位并未处于预备状态时,换挡时间相对较长,在某些情况下甚至超过1秒。5.双离合器变速箱相比传统手动变速箱更重。6.早期的双离合器变速箱可靠性欠佳。随着汽车的发展双离合变速箱的缺点必定会越来越少,变得更加的完善。

底盘:还是来说说悬架,已经有网友指出一个错误点,文中说到五连杆独立悬架比多连杆稍差一些。后来小编再次去做了一些功课。五连杆也是多连杆悬架的一种。

多连杆独立悬挂可分为连杆前悬挂连杆后悬挂系统,其中前悬挂般为3连杆或4连杆式独立悬挂后悬挂则般为4连杆或5连杆式后悬挂系统其中5连杆式后悬挂应用较为广泛,而这次的乞丐版A4L前后都用了五连杆独立悬架。

先来说说什么是五连杆:顾名思义,5连杆后悬挂系统包含5条连杆,分别为控制臂、后置定位臂、上臂、下臂和前置定位臂,其中控制臂可以调整后轮前束。5连杆悬挂的优点是构造简单、重量轻,减少悬挂系统占用的空间。5连杆后悬挂能实现主销后倾角的最佳位置,大幅度减少来自路面的前后方向力,从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性,同时也保证了直线行驶的稳定性,因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横向偏移量很小,不易造成非直线行驶。在车辆转弯或制动时,5连杆后悬挂结构可使后轮形成正前束,提高了车辆的控制性能,减少转向不足的情况。同时紧凑的结构增加了后排座椅和行李厢空间。

从本质上来讲,五连杆悬架也是双叉臂悬架的一种衍生形式,这种衍生型悬架对上、下叉臂的改造最为彻底,改的他娘都有点不认识他了。主销的上下点都变成了虚拟点,这样可以使主销很容易地在接近轮心的三维空间内自由布置。优点是降低干扰力臂、降低主销偏移距,减少驾驶中制动、不平衡力对转向系统的影响,提高行驶稳定性。

这样的5连杆设计,无疑会增加硬点数量,提高几何运动学设计和弹性运动学设计以及调校的难度。这也是为什么新A4L后悬架给驾驶者有点偏硬的感觉,五连杆很多考虑的是越野和通过,对于轿车来说,多连杆或者四连杆对于舒适型可能会更好。

以上仅为个人拙见,如有出入,还望一起讨论学习。



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