1.发动机外围设备
与Mahler公司共同合作开发的MIDI汽油机的两级可变塑料进气管(图15)的主体被做成有利于降低成本的薄壳结构型式,整个进气装置是由6个单体薄壳件经焊接而成的。扭矩与功率调节之间进气管振荡长度分别为668mm和392mn(指直至进气门的长度),进气管长度的转换是借助于转换阀板实现的。这种技术方案与V6-3.2L-4V-FSI直喷式汽油机的可变进气管相当,这样既能明显缩短开发周期和降低开发风险,并能降低开发成本。同时,由于流动模拟计算与结构设计同步进行,因此能够明显优化流动导向和换向范围以及转换阀板的设计,从而使得在3000~6250r/min转速范围内的充气系数大于100%(图16)。
在多点气门口喷射进气管上使用了博世公司最新一代喷油器,它通过优化喷雾角降低了冷起动时的原始乎非放。
同时,还十分重视提高与V6-3.2L-4V-FSI直喷式汽油机零部件的通用化程度。即使两种机型的结构空间不同,但是进气管上的基本附件,诸如节气门、曲轴箱通风、燃油回油管、真空控制、前后罩盖以及清洁空气管道等都是FSI直喷式汽油机的通用件,因此显著降低了成本和开发的复杂程度。
为了达到欧IV废气排放标准,运用了二次空气装置。与迄今为止所使用的装置相比,通过应用自动开启的二次空气阀(图17),取消了包括电动转换阀在内的全套真空控制装置,因此明显降低了成本。
2.工作过程优化
新型V6-2.4L-4V-M PI多点气门口喷射汽油机使用了西门子VDO公司开发的SIMOS 6 M3型发动机管理系统,它采用最新一代扭矩导向的电子控制系统。
开发的重点是p-n系统及其所必需的用于两列汽缸系统的功能模块。为了提供必需的计算能力,应用了具有56MHz节拍的微处理器。通过用于进气凸轮轴相位连续调节的主从设计方案,确保两列汽缸的平衡,从而为混合汽准备和燃烧正确地预调诸如喷油量和点火等基本参数。
(1)扭矩和功率
开发的目标是在低转速运行工况就能获得丰满的扭矩特性曲线。除了车辆方面的空气导向和进气管之外,另一个重点是汽缸盖中的进气道造型设计。良好的运转平稳性以及高功率所需要的大空气消耗量和最大空气流量能有针对性地进行协调,这不仅反映在良好的充气系数特性曲线上,而且也反映在扭矩和功率值比老机型有明显改善(图18)。
发动机在3000~5000r/min转速之间输出230N·m最大扭矩,而6000r/min时达到130kW最大功率,在4250r/min时转换阀板就将进气管长度转换调节到适合于功率发挥的短进气管。
(2)废气装置和增压器方案
V6-2.4L-4V-M PI多点气门口喷射汽油机除了美国之外提供全球市场,而且在欧洲市场满足欧4废气排放标准,采用一个4" ×6"(600目)大小的近发动机陶瓷主催化转化器达到严厉的废气排放限值,此时应用了带有自动开启阀的二次空气系统有助于达到催化转化器的快速起燃。
该机型的压缩比为10.3:1,并且是按采用ROZ 95号汽油运行来设计的,同时通过分缸爆燃调节还容许采用ROZ 91号汽油运行。