Audi A8L服务技术培训－4.2L FSI 发动机 2010-12
欢迎您参加 Audi A8 L 发动机的服务技术培训
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学习目标
? 学员应能 ? 复述技术数据 ? 列举技术特点 ? 解释4,2l-V8-FSI 发动机上的创新性热量管理 ? 指明4,2l-V8-FSI 发动机上的创新性热量管理的具体功能 ? 指出燃油箱内的部件，说明其功能 ? 解释两级容量调节式调节机油泵的特点
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4,2l-V8-FSI发动机
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4,2l-V8-FSI发动机 发动机标识码
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4,2l-V8-FSI发动机 技术数据
发动机代码: 结构形式: 排量 cm3 : 功率 kW (PS): 扭矩 Nm: 缸径 mm : 行程 mm : 压缩比: 点火顺序: 发动机管理系统: 废气净化: CO2 排放 g/km :
A8 前代车型 A8 ′10
CDRA 8-缸-V形发动机 4163 273 kW (372 PS) ，在 6800 1/min时 445 ，在 3500 1/min时 84,5 92,8 12,5:1 1-5-4-8-6-3-7-2 Bosch MED 17.1 2 个λ传感器, 2 个陶瓷催化净化器 219 EU 5 / ULEV2
排放标准:
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4,2l-V8-FSI发动机 技术数据对比
V8-4.2-l-5V MPI 齿带传动 ： (A8D3) 发动机上的识别字母：BFM 气缸容积：4,172 cm 3 缸径：84.5 mm 冲程：93.0 mm 压缩比：11 : 1 功率： 246 kW （335 PS） /6,500 转/分钟 扭矩： 430Nm/ 3.500 转/min 排放等级：EU4 发动机管理：ME7.1.1 V8-4.2-l-4V FSI 齿链传动： (Q7，A8，A6L) 发动机上的识别字母：BAR 气缸容积：4,163cm 3 缸径：84.5 mm 冲程：92.8 mm 压缩比：12.5: 1 功率： 257kW （350 PS） /6,800 转/分钟 扭矩： 440Nm/ 3.500 转/min 排放等级：EU4 发动机管理：ME9.1.1 V8-4.2-l-4V FSI 齿链传动： (R8，RS4） 发动机上的识别字母：BYH 气缸容积：4,163cm 3 缸径：84.5 mm 冲程：92.8 mm 压缩比：12.5: 1 功率： 309kW （350 PS） /7,800 转/分钟 扭矩： 430Nm/ 5.500 转/min 排放等级：EU4 发动机管理：2x ME9.1
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4,2l-V8-FSI发动机 技术特点
? 发动机控制单元针脚改为196针（105+91） ? 凸轮轴上的链轮是三椭圆式的 ? 活塞环与汽缸壁间摩擦小（通过改变珩磨参数和改进活塞环实现的） ? 双级容积流量可调式机油泵 ? 双管式进气歧管 (扭矩位置和功率位置) ? 非节流式充气采集系统（取代了空气流量计）
热量 ? 创新性的温度管理(ITM)
? 多孔式高压喷油阀（取代了涡旋阀） ? 余热利用
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4,2l-V8-FSI发动机 发动机控制单元
控制单元针脚由154针（94+60）改为196针（105+91） 控制单元检测工具改为VAS6606
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4,2l-V8-FSI发动机 双级容积流量可调式机油泵
机油压力关断阀 N428 来自曲轴的机油道 调节环 控制面 1
控制弹簧 叶片 控制面 2
供油量较小
禁止分解和维修机油泵
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4,2l-V8-FSI发动机 双级容积流量可调式机油泵
供油量较大
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4,2l-V8-FSI发动机 双级容积流量可调式机油泵
机油温度为120°C时的机油压力状态曲线 电磁阀未通电 (高压) 电磁阀已通电 (低压) 供油最低压力 N428的开关点（切换点）
机油压力 (bar)
转速(1/min)
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4,2l-V8-FSI发动机 双级容积流量可调式机油泵
机油温度为100°C时的机油压力状态曲线
机油压力 (bar)
机油压力，高压侧 机油压力，低压侧 N428开关点
转速(1/min)
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4,2l-V8-FSI发动机 双级容积流量可调式机油泵的驱动
链传动系统在发动机飞轮端（后部）
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4,2l-V8-FSI发动机 创新性的热量管理(ITM) A8L V8 FSI上热量管理系统的工作原理图
冷却水没流动 EA -冷却液切断阀 -温度传感器在缸盖内 发动机控制单元
T
散热器
发动机
变速器
空调控制单元
暖风
发动机控制单元 空调控制单元 发动机控制单元 温度管理模块 EK-4 -暖风切断阀 -电动热力泵 变速器机油快速加热 EK-4 -外部变速器机油热交换器 -控制阀 (1-管, 2-管)
变速器控制单元
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4,2l-V8-FSI发动机 创新性的热量管理(ITM)
1 冷却液冷却器 3 发电机
在更新后更换冷却液
2 发动机冷却液温度传感器 G694 4 发动机机油冷却器 6 冷却液温度传感器 7 冷却液循环泵 V50 8 排气螺栓 9 冷却液截止阀 N82 10 前部暖风热交换器 在更新后，更换冷却液 11 后部暖风热交换器 12 变速箱冷却液电磁阀 N488 13 曲轴箱排气孔 14 ATF冷却器 15 止回阀 16 封盖 检查安全阀 17 冷却液补偿罐 18 汽缸盖冷却液电磁阀 N489 19 左侧汽缸盖 20 冷却液泵 21 特性曲线控制的节温器 F265 22 冷却液继续循环泵 V51
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在更新后，更换冷却液 G62
5 右侧汽缸盖 在更新后，更换冷却液
在更新后，更换冷却液
23 变速箱冷却系统阀门
4,2l-V8-FSI发动机 创新性的热量管理(ITM)
缸盖冷却液阀N489 管路图 低压触发的球阀
来自缸盖的冷却液 流向散热器 冷却液小循环
水泵
特性曲线控制的发动机冷却系统 节温器 F265
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收稿日期:2001-07- 18 对航空发动机研究和发展规律的认识 江和甫 蔡 毅 斯永华 (中国燃气涡轮研究院 成都#610500) 摘要:探讨了世界上航空发达国家航空发动机技术加速发展的态势。分析了我国航空动力技术预先研究的现状及存在的问题。加深了对航空发动机发展规律的认识。对如何振兴航空、动力先行,把我国航空发动机搞上去,走自主创新的发展道路提出了建议。关键词:航空发动机;研究;发展 Understanding the Law of aero -engine Research and Development JIANG He -fu &CAI Yi &SI Yong -hua (China Gas Turbine Establishment,Chengdu 610500)Abstract:T his paper discusses the accelerated developing trend of aero -eng ine technolog ies in developed countries.The present situation and existing problems in China aero -propulsion technology research have been introduced.A deeper understanding of the law of aero -engine development has been made.Also,suggestions to v italize China aviation industry w ith putting propulsion in the first place in a manner of /creating and acting on our ow n 0is put forward. Key words:aero -engine;research;development 1 引言 航空发动机研制涉及众多专业的前沿技术成果,是一种属于多学科综合技术的/高科技产品0。世界上能研制飞机的国家很多,真正能独立研制先进航空发动机的只有美国、英国、法国、俄罗斯等四个国家。因此,它是一个国家科学技术水平和综合 技术能力的标志,甚至是综合国力的象征。 2 现状分析 世界上航空发达国家诸如美国等都十分重视航 空动力技术的发展,倾注了巨大的人力、物力、财力,执行了一系列旨在促进航空动力技术进步的研究计划。如:美军方从20世纪50年代开始实施的航空推进技术探索发展计划以及70年代实施的先进战术战斗机发动机计划(ATFE );先进涡轮发动机燃气发生器计划(AT EGG)和飞机推进分系统综合计划。此外,NASA 在70年代末还实施了发动机部件改进计划,高效节能发动机计划(E 3),先进螺旋桨计划和发动机热端部件技术计划(HOST )。这些计划为各种先进军民用发动机提供了坚实的技术基础,并使美国达到了当今世界领先的水平,推出了一代又一代先进军民用发动机,跨上了一个又一个技术
航空发动机构造 课堂测试-1 1.航空发动机的研究和发展工作具有那些特点？ 技术难度大；周期长；费用高 2.简述航空燃气涡轮发动机的作用。 是现代飞机与直升机的主要动力（少数轻型、小型飞机和直升机采用航空活塞式发动机），为飞机提供推进力，为直升机提供转动旋翼的功率。 3.航空燃气涡轮发动机包括哪几类？民航发动机主要采用哪种？ 涡喷、涡桨、涡扇、涡轴、桨扇、齿扇等；涡扇。 4.高涵道比民用涡扇发动机的涵道比范围是多少？ 5-12 课堂测试-2 1．发动机吊舱包括（进气道）、（整流罩）和（尾喷管）等。 2．对于民用飞机来说，动力装置的安装位置应该考虑到以下几点： 不影响进气道的效率；排气远离机身；容易接近，便于维护 3．在现代民用飞机上，发动机在飞机上的安装布局常见的有（翼下安装）、（翼下吊装和垂直尾翼安装）和（机身尾部安装）。 4．发动机安装节分两种：（主安装节）与（辅助安装节）。前者传递轴向力、径向力、扭矩，后者传递径向力、扭矩。一般主安装节装于（温度较低，靠近转子止推轴承处的压气机或风扇机匣上）上，辅助安装节装于（涡轮或喷管的外壳上）上。 5．涡轮喷气发动机的进气道可分为（亚音速）进气道和（超音速）进气道两大类。我国民航主要使用亚音速飞机，其发动机的进气道大多采用（亚音速）进气道。 6．通常在涡轮喷气和涡轮风扇发动机上采用（热空气）防冰的方式，在涡轮螺旋桨发动机上采用（电加热）防冰，或是两种结合的方式。 7．对于涡轮螺旋桨发动机来说，需要防冰的部位有（进气道）、（桨叶）和（进气锥）。 8．为了对吊舱进行通风冷却，一般把吊舱分成不同区域，各区之间靠（防火墙）隔开，以阻挡火焰的传播。9．发动机防火系统包括（火情探测）、（火情警告）和（灭火）三部分。 课堂测试-3 1.现代涡轮喷气发动机由（进气道）、（压气机）、（燃烧室）、（涡轮）、（尾喷管）五大部件和附件传动装置 与附属系统所组成。 2.发动机工作时，在所有的零部件上都作用着各种负荷。根据这些负荷的性质可以分为（气动）、（质量） 和（温度）三种。 3.航空燃气涡轮发动机主轴承均采用（滚动）轴承，其中（滚棒轴承）仅承受径向载荷，（滚珠轴承）可承 受径向载荷与轴向载荷。 4.转子上的止推支点除承受转子的（轴向）负荷、（径向）负荷外，还决定了转子相对于机匣的（轴向）位 置。因此每个转子有（一）个止推支点，一般置于温度较（低）的地方。 5.压气机转子轴和涡轮转子轴由（联轴器）连接形成发动机转子，分为（柔性联轴器）和（刚性联轴器）。 其中（柔性联轴器）允许涡轮转子相对压气机转子轴线有一定的偏斜角。 6.结合图3.9，简述发动机的减荷措施有哪些？这些措施是否会减少发动机推力？ 减荷措施：
航空发动机原理、构造与系统 （Aviation Engine Principle，Structure and Systems） 教学大纲 本课程与其它课程的联系： 主要先修课程：航空概论、大学物理 主要后续课程：航空发动机维修 一、课程的性质 本课程是航空机电设备维修专业的一门主要专业课。 二、课程的地位、作用和任务 本课程旨在帮助学生掌握航空燃气涡轮发动机的基本工作原理和特性，掌握航空燃气涡轮发动机的基本结构，了解各主要工作系统的组成、工作原理。为学生将来从事航空维修打下必要的理论基础。 三、课程教学的基本要求 1.理解工程热力学、气体动力学的基本概念及在航空发动机上的应用。 2.掌握涡喷发动机各主要部件的工作原理、基本结构和工作特性 3.理解常用发动机（涡扇发动机）的工作特点、主要系统工作原理。 4.掌握航空发动机的维修和使用的基本知识。 四、课程教学内容 1.航空燃气涡轮发动机热工气动基础 1.1工程热力学部分 1.2气体动力学部分 重点：热力学第一定律，焓形式的能量方程式，机械能形式的能量方程式。 难点：机械能形式的能量方程式 思考题：10个 2.燃气涡轮发动机基本工作原理 2.1工作循环 2.2产生推力的原理 2.3主要性能参数 重点：燃气涡轮发动机的理想循环； 难点：主要性能参数。 思考题：5个，计算题：2个 3.涡喷发动机主要部件
3.1进气道 3.2压气机 3.3燃烧室 3.4涡轮 3.5尾喷管 重点：压气机增压原理，涡轮工作原理；收敛喷管的工作状态。 难点：压气机流量特性 思考题：20个，计算题：4个， 4.燃气涡轮发动机共同工作 4.1稳态共同工作 4.2过渡态共同工作 4.3单转子涡喷发动机特性 4.4双转子涡喷发动机特性 4.5涡轮螺旋桨发动机 4.6涡轮风扇发动机 4.7涡轮轴发动机 重点：稳态工作，转速特性，涡桨发动机特性，双转子涡扇发动机组成和工作原理，涡轴发动机部件的特点， 难点：高度特性,速度特性，涡扇发动机特性 思考题：15个 5.发动机总体结构 5.1转子支承机构 5.2联轴器 5.3支承结构 重点：各种类型发动机的转子结构，轴承，典型封严装置 难点：多转子发动机转子支承结构 思考题：5个 6.发动机工作系统 6.1燃油控制系统 6.2滑油系统 6.3起动系统； 6.4点火系统 6.5指示系统 6.6操纵系统 6.7排气系统 重点：各工作系统的组成、功用和典型系统 思考题：15个 7.辅助动力装置 7.1概述 7.2APU工作系统 7.3典型辅助动力装置 重点：结构和典型机型 思考题：2个 8.发动机使用维修
航空发动机尾喷管 关键字：航空发动机尾喷管 摘要：尾喷管又称排气喷管、喷管或推力喷管。它是喷气发动机中使高压燃气（或空气）膨胀加速并以高速排出发动机的部件。 一、概述 在航空燃气轮机上，尾喷管的功能是将从涡轮(或加力燃烧室)流出的燃气膨胀加速，将燃气中的一部分热焓转变为动能，从尾喷管高速喷出，产生反作用推力。 有的尾喷管还带有反推力装置，以缩短飞机着陆时的滑行距离；有的尾喷管还带有消音装置，以减少排气的噪声；有的尾喷管可以改变射流方向，称为矢量喷管，它可以使燃气射流向上下左右不同方向偏转一个可以操纵的角度，对飞机产生一个俯仰或左右偏转的力矩，便于在高速飞行中对飞机进行操纵和控制。 二、亚声喷管与超声喷管(Subsonic Nozzle and Supersonic Nozzle) 根据尾喷管出口气流喷射速流的不同，可以分为亚声速喷管和超声速喷管两类。亚声速喷管为收敛形喷管，超声速喷管为收敛扩张形喷管。 尾喷管的压力降(或称膨胀比)以进口截面的总压p5*与出口截面以外的外界大气压力p0之比来表示： 能使尾喷管出口气流速度达到声速的膨胀比称为临界膨胀比，即 （4.4-1) 式中k'──工质的比热比。 若燃气的比热比k'=1.33，则πe,cr=1.85。 涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机在地面工作时尾喷管的膨胀比根据发动机设计参数的 不同可以在很大范围内变化，很多发动机πe在1.5～2.5范围内。当发动机在超声速条件下飞行时，由于进气道的冲压增压，尾喷管的膨胀比将大得多。 下图给出了作用在收敛形尾喷管内外壁上压力的分布。尾喷管外壁为均匀的外界大气压力p0，内壁的静压p则大于外界大气压力，随着气流在尾喷管内加速流动，静压下降，到尾喷管出口处，静压降至外界大气压。
航空发动机零部件精密制造技术 航空发动机关键零部件的精密制造技术一直是我国高性能航空发动机研制的瓶颈。文章深入分析了航空发动机关键零部件的典型制造技术，对精密制坯、高效切削、抗疲劳制造、特种加工以及复合材料构件加工技术进行了总结，并给出了其发展方向。 标签：航空发动机；精密制坯；高效切削；抗疲劳制造 Abstract：The precision manufacturing technology of the key components of aero-engine has been the bottleneck of the development of high-performance aero-engine in our country. This paper analyzes the typical manufacturing technology of the key components of aero-engine，summarizes the technologies of precision billet making，high-efficiency cutting，anti-fatigue manufacturing，special machining and processing of composite components，and gives the development direction of these technologies. Keywords：aero-engine；precision blanking；high efficiency cutting；anti-fatigue manufacturing 航空制造集聚了大量的高新制造技術，其制造过程对制造设备、工艺、执业人员素质等要求极高；航空发动机被誉为飞机的“心脏”，是研发制造难度最大最顶级的现代工业造物，其制造技术的进步对航空制造乃至整个制造业的发展起着决定性的作用。航空发动机的设计研发难度极大，在保证人力及资本投入的情况下，一个型号的发动机从开始研发到技术成熟大概需要三十年的时间，为此，美国将航空发动机技术定义为“一个高技术要求、高准入门槛的领域，它需要以国家的力量充分扶持，需要长时间的技术积累以及巨大的资本投入”。目前，几大航空强国都将航空发动机产业归为核心技术产业，对内在新一代航空发动机研制方面投入了大量的资金和人力，规划并实施了一系列技术研发计划，如“综合高性能涡轮发动机技术计划（IHPTET）”、“先进战术战斗机发动机设计计划（ATFE）”、英法合作军用发动机技术计划（AMET）及ADVENT计划等，以此来推进航空发动机的升级换代；并对外实行技术封锁。我国目前的航空发动机技术与世界先进水平差距较大，为解决目前国内航空产业“外国心”的问题，国家新成立了“两机专项”，对航空发动机的研制投入大笔资金用于技术攻关、人才培养以及产业链的形成。 高性能航空发动机追求的是在极有限的自身重量与工作空间、极恶劣的工作条件下保证长期稳定的服役性能，其制造技术要求极高，是一种极端制造情形。为达到高的推重比性能要求，航空发动机大量采用复杂的整体轻量结构，如空心叶片、宽弦叶片、整体叶盘等，以做到最大程度的减重；同时高性能的钛合金、高温合金以及复合材料也大量应用，而这些材料都属于典型的难加工材料；另外航空发动机关重件多属于复杂型面薄壁零件，对加工精度和表面质量的要求极高。这都要求航空发动机制造企业需要有大量的、长期的技术储备才能完成航空