AUDI 40L-V8-TFSI-發(fā)動(dòng)機(jī)配有奧迪高端車(chē)型和S系列車(chē)型中著名的雙渦輪增壓機(jī)。

本文將以系列文章形式和大家分享該款發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，技術(shù)數(shù)據(jù)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，空氣供給和增壓系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，汽缸關(guān)閉等相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，限于篇幅，將以連載形式和大家分享。

第五篇：Audi 4,0l-V8-TFSI-發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸關(guān)閉技術(shù)-按需斷缸

汽缸關(guān)閉

氣缸關(guān)閉 按需停缸

概述

大排量的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，大多數(shù)情況下都是工作在較低負(fù)荷區(qū)。因此節(jié)流損失就很大了，因?yàn)楣?jié)氣門(mén)的開(kāi)度較小。這就導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)效率很低且單位燃油消耗很是不理想。

在高負(fù)荷時(shí)，一臺(tái)無(wú)節(jié)流損失的4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的單位燃油消耗比一臺(tái)有節(jié)流損失的的8缸發(fā)動(dòng)機(jī)要低。這就是要采用氣缸關(guān)閉（也叫按需停缸）的根本原因。

因此，氣缸關(guān)閉的基本要求是：被關(guān)閉氣缸的氣體交換閥必須保持關(guān)閉狀態(tài)。否則，過(guò)多的空氣就會(huì)進(jìn)入排氣裝置內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)快速冷卻下來(lái)。關(guān)閉四個(gè)氣缸，那么由于減少了點(diǎn)火頻率，八缸發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性就下降了。此外，氣缸的關(guān)閉和接通，應(yīng)盡可能讓人感覺(jué)舒適（避免出現(xiàn)負(fù)荷波動(dòng)）。

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開(kāi)發(fā)目標(biāo)：

降低MVEG-循環(huán)的油耗且顯著降低用戶(hù)駕車(chē)的油耗；在NEFZ-循環(huán)

中降低約5%的油耗：

每km的CO2排放為10 - 12g；

配備起停裝置的車(chē)，CO2排放每km最高為 24g；

在4缸模式時(shí)要有盡可能大的負(fù)荷范圍；

在4缸模式等速行駛時(shí)(超過(guò)140km/h），車(chē)速要盡可能高；

在4缸模式時(shí)，不能讓乘員感覺(jué)不舒服。

工作原理

氣缸關(guān)閉是使用奧迪公司開(kāi)發(fā)的可變氣門(mén)升程系統(tǒng)（AVS）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)點(diǎn)火順序，總是將2、3、5和8缸關(guān)閉。在汽缸關(guān)閉時(shí)，換氣閥保持關(guān)閉狀態(tài)。

在此期間，噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)也一直是關(guān)閉著的。在汽缸關(guān)閉期間，點(diǎn)火和燃燒后，排氣閥是關(guān)閉著的，廢氣就被“包圍在里面了”。

被關(guān)閉的氣缸起著空氣彈簧作用，已被關(guān)閉的氣缸內(nèi)的溫度保持在一個(gè)較高水平。

發(fā)動(dòng)機(jī)可能出現(xiàn)振動(dòng)，但是這個(gè)振動(dòng)會(huì)被新開(kāi)發(fā)的“主動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)懸置”給基本吸收了。為了能在激活氣缸關(guān)閉功能時(shí)不讓乘員感覺(jué)到有不適的噪音，就采用了新開(kāi)發(fā)的主動(dòng)噪音控制（ANC）系統(tǒng)。

組合儀表上的顯示

4-Zylinder-Modus含義：氣缸關(guān)閉功能已激活的提示

4缸模式的使用條件：

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能處于怠速水平(運(yùn)行平穩(wěn)的要求)；

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約在 960–3500轉(zhuǎn)/分鐘之間；

機(jī)油溫度不低于50°C；

冷卻液溫度不低于30°C；

變速器最低在3擋位置；

對(duì)于自動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，在S-模式也可以使用4缸模式；在奧迪駕駛模式選擇系統(tǒng)的“dynamic”狀態(tài)時(shí)也可以使用4缸模式。

駕駛風(fēng)格的識(shí)別

氣缸關(guān)閉系統(tǒng)有自己的控制邏輯，該邏輯會(huì)監(jiān)控油門(mén)位置、制動(dòng)踏板位置和司機(jī)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。如果從這些數(shù)據(jù)中判斷出是一個(gè)不規(guī)則模式，那么在某些情形時(shí)就會(huì)阻止出現(xiàn)氣缸關(guān)閉，因?yàn)橹魂P(guān)閉幾秒鐘的話(huà)，那么燃油消耗是會(huì)增大而不是降低的。

功能

基本功能

借助于可變氣門(mén)升程系統(tǒng)AVS（比如2,8l-V6-FSI-發(fā)動(dòng)機(jī)上就使用了該系統(tǒng)），就可以實(shí)現(xiàn)氣缸關(guān)閉了。但是2,8l-V6-FSI-發(fā)動(dòng)機(jī)上的可變氣門(mén)升程系統(tǒng)AVS只是用于完全展開(kāi)或者關(guān)閉氣門(mén)升程，而4,0l-V8-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)上的變氣門(mén)升程系統(tǒng)AVS不是用來(lái)調(diào)節(jié)氣門(mén)升程的。

如果已經(jīng)激活了氣缸關(guān)閉功能，那么2、3、5和8缸就會(huì)被關(guān)閉了，但所有其它氣缸是無(wú)法關(guān)閉的。只要激活了氣缸關(guān)閉功能，就會(huì)有四個(gè)氣缸被關(guān)閉，絕不會(huì)只關(guān)閉一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)氣缸。

8缸模式

在這種工作模式時(shí)，氣缸關(guān)閉功能是不工作的（沒(méi)有激活的）。可變氣門(mén)升程系統(tǒng)AVS的可移動(dòng)凸輪塊就位于氣門(mén)工作著的位置上。

8缸模式時(shí)的點(diǎn)火順序是：

1-5-4-8-6-3-7-2

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4缸模式

通過(guò)相應(yīng)的凸輪調(diào)節(jié)元件的切換，其金屬銷(xiāo)就進(jìn)入到可移動(dòng)凸輪塊的槽內(nèi)了。于是凸輪塊就被移動(dòng)了，這就使得滾子搖臂在一個(gè)“平凸輪”上運(yùn)動(dòng)了。

這個(gè)所謂的平凸輪是沒(méi)有凸起部位的，那么相應(yīng)的氣門(mén)也就不會(huì)有升起和下降的那種往復(fù)運(yùn)動(dòng)了。于是被關(guān)閉了的氣缸上的所有氣門(mén)就都靜止不動(dòng)了。

點(diǎn)火系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)也都被關(guān)閉了。廢氣就被“包圍在里面了”。

被關(guān)閉的氣缸起著空氣彈簧作用。

4缸模式時(shí)的點(diǎn)火順序是：

1-4-6-7

凸輪調(diào)節(jié)元件的布置

系統(tǒng)故障檢測(cè)

系統(tǒng)診斷

在出現(xiàn)故障時(shí)，其策略是：最重要的是要防止損壞發(fā)動(dòng)機(jī)，第二是保持最大的可用性。因此，當(dāng)某個(gè)氣缸出現(xiàn)最嚴(yán)重故障時(shí)（氣門(mén)無(wú)法操縱），要隔開(kāi)噴射系統(tǒng)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)以7缸模式來(lái)工作。

在應(yīng)急工況，有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)指示燈會(huì)亮起以提示用戶(hù)。如果無(wú)法關(guān)閉氣門(mén)，那么氣缸關(guān)閉功能就失靈了，用戶(hù)就可以知道現(xiàn)在是應(yīng)急工況了。

每個(gè)氣缸關(guān)閉-氣門(mén)升程-切換故障，都由一個(gè)亮起的發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈來(lái)指示。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的內(nèi)部診斷

1. 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)“回應(yīng)信號(hào)”來(lái)獲知某個(gè)切換過(guò)程是否成功完成了。

2. 如果氣門(mén)沒(méi)有按照發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的指令保持關(guān)閉或者打開(kāi)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況就會(huì)發(fā)生改變，由此造成的振動(dòng)就由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28的信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。當(dāng)然也會(huì)一直監(jiān)控著進(jìn)氣歧管的壓力，如果有異常，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元也會(huì)了解到此情況的。

補(bǔ)充說(shuō)明：

氣缸正常工作的話(huà)（就是說(shuō)：進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都能按規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)打開(kāi)和關(guān)閉），那么吸入的空氣和排掉的空氣就呈現(xiàn)平衡狀態(tài)。如果某個(gè)氣缸的氣門(mén)未按規(guī)定來(lái)工作，那么這種平衡就被打破了，那就可以懷疑是有故障了。

售后服務(wù)方面的系統(tǒng)診斷

讀取故障存儲(chǔ)器；

讀取測(cè)量值；

氣缸關(guān)閉狀態(tài) (是以8缸模式還是以4缸模式在工作）)；

上次刷新以來(lái)，4缸所占的百分比；

上次刷新以來(lái)，4缸工作的次數(shù)；

當(dāng)前4缸工作的持續(xù)時(shí)間/（8缸模式時(shí)）上次4缸工作持續(xù)時(shí)間；

4缸使能狀態(tài)欄，取決于關(guān)閉的是部件；

下線檢測(cè)/短途行駛

與可變氣門(mén)升程系統(tǒng)AVS類(lèi)似，售后服務(wù)中對(duì)于下線檢測(cè)/短途行駛，也可以進(jìn)行4 -> 8 -> 4缸工作模式的循環(huán)觸發(fā)。通過(guò)這種方法，可以在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速情況下檢測(cè)切換是否可靠。有一個(gè)狀態(tài)測(cè)量值，該值表示的是：系統(tǒng)正常還是不正常，是否滿(mǎn)足所需要的使能條件，或者系統(tǒng)是否有故障。

自適應(yīng)通道：

通過(guò)一個(gè)秘密適配通道，可以在精確的一個(gè)行駛循環(huán)內(nèi)（下次的端子切換為止）關(guān)閉4缸或8缸工作模式。

通過(guò)這個(gè)方式，服務(wù)站就可以有針對(duì)性地啟動(dòng)4缸模式或者8缸模式來(lái)工作，這樣就可以準(zhǔn)確地去查尋所出現(xiàn)的抱怨了。

必須持續(xù)以4缸模式運(yùn)行來(lái)排查的項(xiàng)目舉例：

檢查主動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)懸置；

檢查4缸模式時(shí)的“主動(dòng)噪音控制”。