2017年第3期
国外内燃机
Audi公司新型V8-TDI增压直喷式柴油机
第2部分：标定转化和废气后处理系统
【德】 T.Heiduk U.WeiB A,Frohlich A,Pfaffle
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摘要：Audi公司以全新的整机结构方案开发出了新一代V8-TDI增压直喷式荣油机，采用可调式增压系统，并在V形夹角中纽合了1个电动压气机。开发的目标是得到1款运动型V-TDI机型，在燃油耗、功率和担矩方面要明显有别于AudiV8-TDI柴油机，是1种能广泛用于高档车型中的动态特性优异的动力装置。所应用的重要部件是带有电动压气机的可调式增压系统和近发动机单流道废气后处理系统。
关键词：电动压气机
后处理排放
热力学
1燃烧过程和标定
AudiV8-TDI增压直喷式柴油机的燃烧过程和发动机标定的核心部分是采用排气门控制机构(AVS)进行转换的可调式增压系统。这些结构部件在第一部分中已详细介绍)(图1)。
图1Audi新型V8-TDI增压直喷式柴油机
在发动机转速约2200r/min的单涡轮运行中，气缸换气是通过2个进气门和1个排气门进行的，此时通过AVS气门控制机构使进气侧处于对低发动机转速最佳的短的配气定时，进气门开启持续时间为163CA，而排气侧的1个排气门不工作，其中换气与增压的相互配合是起决定性作用。采用Ho-neywell涡轮技术公司的GT2056型废气涡轮增压器，使发动机在3个气门运行时气缸换气所受到的限制与用1个废气涡轮增压器可达到的增压度相互协调，以致于从单涡轮运行转换到双涡轮运行时能使发动机扭矩不会受到干扰。
其中，由AVS气门控制机构通过接通排气门将万方数据
废气流分配到2个废气涡轮中去。第1步仅在2个气缸中将第二个排气门接通，从而在转换期间继续向主动废气涡轮增压器提供足够的驱动功率，而被动废气涡轮增压器已被加速。在第2步中，AVS气门控制机构再使其余6个气缸转换到4气门运行，同时被动废气涡轮增压器在起步加速中的转速通过模型的再循环阀控制予以引导，该再循环阀将由被动废气涡轮增压器压缩的空气再引人主动废气涡轮增压器的进气管，直到被动废气涡轮增压器达到能将空气压缩到相同的压力水平为止，这样就确保了被动废气涡轮增压器能在低于嘴振极限的情况下在最佳效率范围内进行起步加速，结果使接通的被动废气涡轮增压器的起步加速时间很短，从而快速地转换到双涡轮运行模式（图2)。随着转换到185°CA长的进气门开启持续时间，发动机就处于最佳运行状况，并一直持续到达转速5200r/min的极限为止。
由于采用了可调式增压原理，因而发动机无论是处于低转速还是高转速运行条件下都能够达到最佳的协调，以致于在所有的运行状况下都能转化成动态扭矩，因此根据变速器和汽车的应用情况，其全负荷特性曲线能在1000～3250r/min宽广的转速范围内呈现出高达900N·m的扭矩平台，并且从 3750r/min发动机转速起就能发挥出320kW的最高功率。
采用电动压气机(EAV)来辅助获得最佳的增压压力，从而加快起步加速时的扭矩建立，因而能使 SQ7-SUV车全负荷加速时在最初2.5s中多走2.5 m的距离（图3)。其起步加速性能成为了SUV车型运动特性的衡量标准。