EA211發(fā)動機(jī)的構(gòu)造、原理（圖解）

02-26 11:54:39

1. EA211發(fā)動機(jī) 配氣機(jī)構(gòu)

① 整體式缸蓋罩殼：凸輪軸和缸蓋罩殼集成為一體，凸輪和凸輪軸與缸蓋罩殼是在專用裝備夾具上在特定的溫度條件下裝配的，不能拆解（圖2-2-1）。

② 凸輪軸不能從缸蓋罩殼中拆出，凸輪軸前端軸承改為滾珠軸承，減少摩擦，降低油耗。

③ 曲軸皮帶輪帶扭轉(zhuǎn)減振器，可以減小轉(zhuǎn)矩波動造成的沖擊（圖2-2-2）。

④ 發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣凸輪軸都裝有VVT可變氣門正時機(jī)構(gòu)。

⑤ 正時鏈條改為正時皮帶（圖2-2-3），使用壽命可達(dá)30萬千米，噪聲低（首次保養(yǎng)90000km，之后每30000km 檢查，必要時更換）。

⑥ 正時罩蓋由EA111發(fā)動機(jī)的整體式鋁壓鑄件改為三個零件組成，兩個塑料件和一個中間罩蓋鋁壓鑄件，減輕了重量（圖2-2-4）。

正時皮帶由三個零件組成的正時皮帶蓋進(jìn)行防塵保護(hù)，這樣可以延長正時皮帶的使用壽命。中部蓋（鋁制）為實心設(shè)計，它同時可作為發(fā)動機(jī)支架來使用。如果維修時僅需要拆下正時皮帶，則可將發(fā)動機(jī)架保留在原位，這樣可以有足夠的空間以張緊正時皮帶。

⑦ 進(jìn)排氣凸輪軸均裝有VVT，進(jìn)氣凸輪軸的最大調(diào)節(jié)角度是超前28°曲軸角，滯后22°曲軸角，排氣凸輪軸的最大調(diào)整角度是超前25°曲軸角，滯后15°曲軸角，另外發(fā)動機(jī)還裝備有廢氣渦輪增壓器幫助提升進(jìn)氣量（圖2-2-5）。

該渦輪增壓器只保留了N75增壓壓力調(diào)節(jié)電磁閥，取消了N249內(nèi)循環(huán)閥。為了減小進(jìn)氣波動造成的噪聲，在進(jìn)氣管部分進(jìn)行了更改，內(nèi)部添加了降低噪聲的結(jié)構(gòu)腔（圖2-2-6）。

2. 集成了排氣歧管的缸蓋

① 取消鑄鐵排氣歧管以減輕重量（圖2-2-7）。

② 發(fā)動機(jī)采用四氣門技術(shù)，滾珠搖臂式氣門運動機(jī)構(gòu)帶液壓挺桿。

排氣歧管集成在缸蓋上，減小尺寸，減輕重量，縮短起燃時間，從而有利于排放優(yōu)化。橫流式氣缸蓋可使冷卻液從進(jìn)氣側(cè)通過燃燒室流入排氣側(cè)。排氣側(cè)分成兩個區(qū)域，一個在排氣歧管上面，一個在排氣歧管下面，冷卻液流經(jīng)多個排氣口并吸收熱量，從氣缸蓋流入節(jié)溫器殼體，并與剩余的冷卻液匯合（圖2-2-8）。

該結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢。

① 通過排出的氣體使冷卻液加熱更快，預(yù)熱發(fā)動機(jī)，使發(fā)動機(jī)可更快地達(dá)到其工作溫度。這可降低耗油量，并且能更迅速地對車廂內(nèi)進(jìn)行加熱。

② 由于排氣側(cè)壁表面擴(kuò)展至催化轉(zhuǎn)換器的面積減小，因此排氣在預(yù)熱階段不能釋放出足夠的熱量，催化轉(zhuǎn)換器可更快速地升溫至其工作溫度。

③ 冷卻水進(jìn)水口布置在缸蓋上，燃燒室冷卻充分，減小爆震風(fēng)險，提高了發(fā)動機(jī)的壓縮比，從而提升了燃油使用效率。

④ 若系統(tǒng)在全負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行工作，冷卻液溫度將繼續(xù)降低，從而擴(kuò)大了發(fā)動機(jī)在氧傳感器空氣系數(shù)λ=1時的工作溫度范圍，降低了耗油量和廢氣排放量。

3. EA211發(fā)動機(jī) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的特點

（1）氣缸體進(jìn)氣缸體上集成了曲軸箱通風(fēng)的油氣分離器（圖2-2-9）。

（2）機(jī)油分離器

氣體從曲軸箱進(jìn)入機(jī)油分離器（圖2-2-10）。大油滴首先被機(jī)油粗分離器中的隔板和渦流管道分離。然后，微小的油滴通過細(xì)分離器中的隔板除去。

（3）止回閥

止回閥（圖2-2-11）根據(jù)進(jìn)氣系統(tǒng)中的壓力控制被分離過的曲軸箱氣體的循環(huán)。發(fā)動機(jī)怠速或低轉(zhuǎn)速，進(jìn)氣歧管中為負(fù)壓時，真空效應(yīng)會打開進(jìn)氣歧管內(nèi)的閥并關(guān)閉渦輪增壓器進(jìn)氣側(cè)的閥。隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高，渦輪增壓器工作時進(jìn)氣歧管內(nèi)為正壓力，則壓力將關(guān)閉進(jìn)氣歧管內(nèi)的閥。同時，渦輪增壓器進(jìn)氣側(cè)的閥被預(yù)設(shè)的壓差打開，氣體通過渦輪增壓器再進(jìn)入燃燒室燃燒。

（4）單向閥

單向閥（圖2-2-12）是曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的一部分。此閥可使新鮮空氣在發(fā)動機(jī)內(nèi)部流動，以將混合氣從發(fā)動機(jī)和油底殼的內(nèi)側(cè)帶走。如果發(fā)動機(jī)內(nèi)側(cè)有足夠的負(fù)壓，則新鮮空氣從空氣過濾器的清潔側(cè)流入發(fā)動機(jī)，隨后通過曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)與混合氣一起進(jìn)入氣缸。氣缸蓋罩上的單向閥可以防止機(jī)油或未過濾的混合氣進(jìn)入空氣過濾器。

（5）活性炭罐過濾器系統(tǒng)（圖2-2-13）

ACF 基本上與渦輪增壓汽油發(fā)動機(jī)上采用的常規(guī)設(shè)計相同。根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不同，燃油蒸氣以兩個不同的點進(jìn)入進(jìn)氣流。活性炭罐過濾器電磁閥1（N80），打開通道以流入燃油蒸氣。它是由發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)ECU 進(jìn)行控制的。燃油蒸氣在發(fā)動機(jī)怠速以及低負(fù)載至中等負(fù)載時流入進(jìn)氣歧管節(jié)氣門的下游。在渦輪增壓器增壓期間，燃油蒸氣流入渦輪增壓器的進(jìn)氣端。

4. EA211發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的特點

進(jìn)氣系統(tǒng)（圖2-2-14）由帶有諧振腔的進(jìn)氣管、空氣濾清器、節(jié)氣門控制單元、帶增壓空氣冷卻器的進(jìn)氣歧管及氣缸蓋的進(jìn)氣口組成。在進(jìn)氣過程中，進(jìn)氣系統(tǒng)將產(chǎn)生振動并將引起噪聲，本發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣管內(nèi)設(shè)置了諧振腔，能有效降低噪聲。發(fā)動機(jī)控制單元通過進(jìn)氣壓力傳感器G71和進(jìn)氣溫度傳感器G42獲取發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量。

（1）帶集成式中冷器的進(jìn)氣歧管模塊 EA211發(fā)動機(jī)系列上的中冷器集成在熱壓鑄成的塑料進(jìn)氣管上，這樣的優(yōu)勢是整個增壓空氣區(qū)域相對少的空氣可以相對快速地進(jìn)行壓縮。壓縮空氣自壓縮器通過塑料進(jìn)料氣管（渦輪增壓器出口管）到進(jìn)氣歧管模塊的距離也很短（圖2-2-15）。

（2）V51電子水泵（圖2-2-16） V51電子水泵具備自診斷的功能。發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)ECU 會繼續(xù)定期檢查并確認(rèn)泵運行，每10s將控制信號接地0.5s。如果探測到故障，則詳細(xì)信息會發(fā)送至發(fā)動機(jī)管理ECU。

V51電子水泵冷卻增壓空氣冷卻器和渦輪增壓器，它的工作條件有：

① 低怠速工況下120s工作10s；

② 發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩在100N·m 以上；

③ 增壓進(jìn)氣溫度高于50℃；

④ 經(jīng)過增壓空氣冷卻器前后溫度小于12℃。

發(fā)動機(jī)熄火后，如果水溫高于100℃，V51電子水泵也會繼續(xù)工作。

5. EA211發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點

① 曲軸通過鏈條驅(qū)動的機(jī)油泵（圖2-2-17）。

② 機(jī)油泵為可變排量的自調(diào)節(jié)式，低壓為1.8bar，高壓為3.3bar。新車行駛前1000km 范圍內(nèi)，機(jī)油泵的輸出壓力始終為3.3bar。

機(jī)油泵為外嚙合齒輪泵，此泵的特點是被動齒輪為可軸向移動，其結(jié)構(gòu)如圖2-2-18所示。根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)油溫度和其他工作參數(shù)，發(fā)動機(jī)控制單元改變油泵壓力。通過被動齒輪軸向位置的變化，可以控制機(jī)油的輸出流量和壓力。減小了驅(qū)動機(jī)油泵的輸出功率，因此降低了燃油消耗。

機(jī)油壓力控制閥N428 （圖2-2-19）負(fù)責(zé)向調(diào)節(jié)式機(jī)油泵的調(diào)節(jié)活塞提供油壓。它位于氣缸體后部并由發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)ECU 操作。在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，連接在供電電源（接線端15）的機(jī)油壓力調(diào)節(jié)閥N428通過發(fā)動機(jī)管理控制單元接地，這將使機(jī)油泵切換至低壓力設(shè)定。在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速范圍或者發(fā)動機(jī)高負(fù)載（全負(fù)載-加速）時，機(jī)油壓力調(diào)節(jié)閥N428通過發(fā)動機(jī)管理控制單元J623與接地斷開，這將使機(jī)油泵切換至高油泵壓力設(shè)定。