【奥迪涡轮增压吸油怎么办】奥迪4.0升V8双涡轮发动机技术分析用供油系统

Audi 40l-V8-TFSI-发动机配备奥迪高端车型和S系列车型中著名的双涡轮增压机。

本文将把该发动机机械结构的特点、技术数据、润滑系统、冷却系统、送风和增压系统、排气系统、气缸关闭等相关技术内容以系列文章的形式进行划分，以连载的形式与大家分享。

第三部分：发动机机械结构的供油系统

油润滑

枪道

4，0l-V8-TFSI-发动机使用的湿式油基润滑系统。这是奥迪第一次在8缸汽油发动机上使用可控活塞冷却喷嘴。

油泵

4，0l-V8-TFSI-引擎配有可调油泵。这个油泵设计成能在两个压力级工作。另外，该泵通过容积流量调节持续适应发动机的机油需求(当然是两个压力级)。因此，使用这种油泵可以减少燃料消耗。同时，当发动机转速较低时，该油泵也可以在较低的压力级运行(消耗的电力变小)。

低压力约为2 bar。高压力可以调整到约4.5bar。泵内的过压阀在压力约为11bar时打开(冷启动阀)。

油泵通过连接轴用螺栓拧紧在由圆柱齿轮驱动的支撑梁上(链条D)。另外。油泵的圆柱齿轮也驱动泵。

结构

具有结构上偏心支撑的调整环(泵内部的构件)的叶片泵。

调整环旋转会改变泵内腔的大小，加油能力(动力)也会改变，系统内压力也会改变。

有过滤器和橡胶石的形状特别的吸入管，用于在车辆横向加速度较高时从机油底壳中抽取发动机油和泵，使其正常工作。(大卫亚设)。

调节装置

碰撞油压力用于排油面时，调整环会旋转，此时流向排油面2的油流量由机油压力调节阀控制。该反作用力由向调整环的控制平面2施加压力的两个控制弹簧产生。这两个弹簧使用特殊的特性曲线。这样，即使在低压力级，也能保证等于高压力级。可以得到准确的体积流动。

体积流量调整功能

(两个压力级别相同)

提高加油能力

随着发动机转速的提高，使用机油的零部件所需的机油量也会增加，因此系统内可能会有压降。因此，控制弹簧移动调节环，使泵内腔变大。所以泵的加油能力变大了。

燃料供应能力减少

如果发动机速度下降，发动机所需的机油量也减少，压力就会减少

会变大的。增加的压力作用于调整环的排油面，调整环移动，泵腔减少。因此泵的加油能力降低了。

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机油压力调节的原理示意图

上图图示说明：

A 机油滤网

B 控制阀

C 机油泵

D 水-机油-冷却器

E 机油滤清器

F 节温器1)

G 空气-机油-热交换器1)

N428 机油压力调节阀

1) 仅指功率高于309kW的发动机

机油压力调节功能

较低压力级

机油压力调节阀N428由发动机控制单元来接通，于是去往配流面2的机油通道就打开了。机油泵产生的机油压力现在就作用到两个配流面上了，这使得调整环发生较大转动。

泵腔这时就变小了，于是供应的机油也变少了。机油压力下降，机油泵这时也就以较小功率在工作了。这样就可以降低燃油消耗了。

较高压力级

当发动机转速达到4000转/分时，就会切换到较高压力级，这时机油压力调节阀N428就切断了。

作用在调整环的配流面2上的机油流就中断了。控制弹簧这时就将调整环压回了。于是泵内腔就变大了。机油泵的供油能力也增大了，机油压力也就被调节到较高压力级了。配流面2压回的机油经N428被引入到油底壳。

当发动机转速低于3500转/分时，会切换回较低压力级。

机油冷却系统

机油泵供应的机油首先到达油底壳上部内的机油通道系统。为此就必须经过一个止回阀，该阀的作用是防止机油循环管路中的机油泄光。

机油再往前走就经过机油冷却器，该冷却器是水-油-冷却器，以便合并到发动机的冷却循环管路中。

水-油-冷却器用螺栓拧在油底壳上部的减振器下方。机油冷却器的机油再次流回到油底壳上部内的机油通道中并流向支承横梁。

为了保护机油冷却器，还安装了一个旁通阀，当压力达到2.5bar（相对）时，该阀打开，机油泄入机油冷却器的回油管内。

（点击小图看高清大图）

辅助机油冷却器

Audi S8’12车的发动机，还多配了一个机油冷却器，它是个空气-机油-冷却器，布置在车辆前端，用迎面风来实现冷却。与机油冷却器相比，辅助机油冷却器上不是总有机油流过。流经辅助机油冷却器的机油由节温器释放。

这个节温器位于油底壳上部内的机油通道中，它在机油温度为110°时打开。辅助机油冷却器的通气是自动进行的。在更换机油时，辅助机油冷却器内的机油不会泄光。

说明：

辅助机油冷却器的节温器不能单独更换，必要时需要更换油底壳上部。

机油滤清器

从油底壳上部（机油冷却器）来的机油会进入缸体，缸体上有机油滤清器支架。这个机油滤清器是个聚合物滤芯，放在一个塑料罩内。这个塑料罩在更换滤清器时与支承横梁拧自一起。

该滤清器悬置在一个易于维修的位置上。为了使得更换机油滤清器更容易，塑料罩上有一个放油螺塞。

机油压力开关F22和F378

机油滤清器上方有两个机油压力开关，用于监控两个压力级（本文上述内容介绍）。

第三个机油压力开关用于监控活塞冷却喷嘴的机油压力，见第42页的“机油压力开关，3级F447”。

机油供应

机油滤清器出来的洁净机油进入主机油道，所有机油使用者是从这里得到机油供应的：

曲轴

活塞冷却喷嘴(可控的)

链传动 (链条张紧器)

缸盖 (气门机构, 凸轮轴调节机构)

机油泵(机油压力调节)

废气涡轮增压器

真空泵

辅助机油温度测量

测量的是通向主机油道的路径上的机油温度。为此就将机油温度传感器2 G664 (NTC) 拧入到立管中。

如果发动机机油温度超过125°，那么发动机控制单元就会降低发动机功率。这可以保护曲柄连杆机构的无铅轴瓦，见第16页上的“曲柄连杆机构”。

如果发动机控制单元识别出传感器工作不可靠或者无信号，也会降低发动机功率。发动机控制单元内会有故障记录，某个故障灯就不亮的。

机油压力监控管理

机油压力监控

由两个机油压力开关来监控机油压力，因为要实现两种机油压力，所以必须使用两个机油压力开关。

上图图示说明：

1 警告位，“红色油壶”

2 2个文本位

3 切换位 = 1

4 来自机油压力开关 F22的信号

5 来自压力减小的机油压力开关 F378的信号

F22 机油压力开关

F378 压力减小的机油压力开关

J285 组合仪表内控制单元

J533 数据总线诊断接口

J623 发动机控制单元

机油压力开关的功能和信号

由两个机油压力开关来监控机油压力，压力减小的机油压力开关F378是监控到底是否还有机油压力了。

机油压力开关F22用于监控可调式机油泵的较高的那个压力级（只要机油泵

工作在较高的压力级）。

机油压力开关的信号

发动机控制单元J623会分析机油压力开关信号（在以前的单级压力泵时，机油压力开关的信号由组合仪表内控制单元J285来读取并分析）。

一旦建立起相应的压力，机油压力开关就接地了。这两个机油压力开关直接

连接在发动机控制单元J623上。

机油压力监控过程

在发动机工作时，发动机控制单元监控机油压力开关；在发动机关闭时，会进行可靠性验证。

发动机关闭时的可靠性验证

在发动机关闭时，闭合了的机油压力开关就不应当有信号。否则就是存在电气故障了。

这时，如果15号线接通，那么组合仪表上会发出警报（“红色的油壶”连同

文字“关闭发动机并检查机油油面高度”）。

发动机工作时的警告

根据机油温度情况，当发动机转速高于某特定值时，就开始监控机油压力开关了。

机油压力开关 F378 (较低的压力级):

一般是在发动机冷机时(不高于60°C)时监控这个机油压力开关；发动机怠速时也会监控这个机油压力开关。如果发动机已经到达正常的工作温度，只在转速增高时，才会监控这个机油压力开关。

如果该开关没有接合，那么组合仪表上会发出警报（“红色的油壶”连同文字“关闭发动机并检查机油油面高度”）。

机油压力开关 F22 (较高的压力级):

一旦可调式机油泵以较高的压力级来供油，且发动机转速超过了特性曲线的计算值（取决于机油温度），那么就会监控机油压力开关 F22。如果认为此时该开关没有接合，那么发动机电子系统指示灯K149就会亮起。另外，发动机转速会被限制。

在发动机转速受限时，组合仪表上就会有文字和黄色转速符号显示出来。

故障分析

发动机控制单元内会通过机油压力监控功能来实施诊断。

活塞冷却喷嘴

可控式活塞冷却喷嘴

实际上，并不是在发动机的所有工况，活塞顶都需要喷射机油来冷却的。如果关闭了活塞冷却喷嘴，那么机油泵就要减少供油量了（容积流量调节），这也有助于节约燃油。

活塞冷却喷嘴的接通和关闭，是由活塞冷却喷嘴阀N522来完成的。该阀位于

缸体的内V形中。通过N522来液压操纵一个切换阀，该阀会让机油油流去往活塞冷却喷嘴。

（点击小图看高清大图）

功能

活塞冷却喷嘴已接通

如果发动机控制单元没有触发活塞冷却喷嘴控制阀N522，那么通向活塞冷却喷嘴的通道就是敞开着的，机油可以喷射到活塞顶。

在下述故障情形时，可以保证活塞顶在任何工作状态均能得到冷却：

电缆故障、插头松动、电控阀卡住

液压切换阀卡住

触发错误

控制阀在活塞冷却喷嘴处于关闭位置时卡住

(只有经过诊断才能识别 ，第3级机油压力开关F447)

（点击小图看高清大图）

活塞冷却喷嘴已关闭

活塞冷却喷嘴已被切断了。为此需要在发动机控制单元内存放一个特性曲线。有机油流过才能实施这个切断过程。在激活活塞冷却喷嘴控制阀阀N522时，通道A就打开了。

主油道来的机油到达切换阀的控制活塞上。因为现在活塞的两侧都作用着机油压力，所以切换阀内的弹簧力就起主要作用了，就把通向活塞冷却喷嘴的入口给封闭住了。

（点击小图看高清大图）

通气功能

通过切断活塞冷却喷嘴控制阀N522，就将去往切换阀第二个活塞面的油流给切断了。同时，活塞冷却喷嘴控制阀阀N522内的一个通道就会打开。

于是切换阀第二个活塞面的的机油就无压力地排掉了，这些无压力的机油流入废气涡轮增压器的机油回流管中。

（点击小图看高清大图）

机油压力开关，第3级 F447

这个机油压力开关是拧在内V形中的罩盖上的，它用于测量切换阀和活塞冷却喷嘴之间的机油压力。

如果活塞冷却喷嘴已被激活了，那么机油压力开关F447就会接合，其工作范围在0.3-0.6bar。

如果发动机控制单元没有激活活塞冷却喷嘴控制阀N522，那么通向活塞冷却喷嘴的通道就会打开（F447是接合的）。

这样就可保证：在触发错误或者导线有问题时，活塞顶在任何工作情况下都能得到冷却。

活塞冷却喷嘴控制阀N522在“活塞冷却喷嘴关闭位置”卡住的话，可以通过诊断来识别这种情况。

这时就无法进行冷却了，因此发动机功率有所降低。

活塞冷却喷嘴控制阀 N522

活塞冷却喷嘴控制阀N522安装在缸体内V形中机油供给模块的盖罩上。该阀通过主机油道上的一个接口来获取机油压力。

活塞冷却喷嘴的功能范围

活塞冷却喷嘴接通的时刻点和持续时间长度，都是由特性曲线来确定的。这时发动机扭矩和发动机转速都用作计算值。下图中红色区，表示的是活塞冷却喷嘴在什么时间是切断的。

活塞冷却喷嘴在发动机转速超过2500转/分时会接通；另外在超过预存的扭

矩（更具转速情况）时，活塞冷却喷嘴也会接通。

【本篇结束】