捷豹/路虎Ingenium I42.0L汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)解析（二）

計 實

四、潤滑系統(tǒng)

1. 潤滑系統(tǒng)部件

潤滑系統(tǒng)部件如圖12所示，Ingenium I42.0L汽油發(fā)動機(jī)配備了可變流量機(jī)油泵和由電磁閥控制的活塞冷卻機(jī)油噴射器（PCJ）。可變流量機(jī)油泵為潤滑系統(tǒng)提供了根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載和轉(zhuǎn)速改變輸出體積的能力。來自泵的體積流量經(jīng)過調(diào)節(jié)，以減少未被充分利用便流回儲罐的機(jī)油量，從而減少了發(fā)動機(jī)上的寄生負(fù)載并提供節(jié)油效益。

┃ 圖12 潤滑系統(tǒng)部件

2.可變流量機(jī)油泵

帶一體式真空泵的可變流量機(jī)油泵部件分解圖如圖13所示，葉片型真空泵與機(jī)油泵串聯(lián)驅(qū)動。機(jī)油泵工作原理示意圖如圖14所示，機(jī)油泵是一個帶偏心安裝的控制環(huán)（2）的葉片泵（6），偏心控制環(huán)由經(jīng)過校準(zhǔn)的控制彈簧（4）固定在位。通過移動偏心安裝的控制環(huán)的位置，可調(diào)整輸油特性。如需調(diào)整位置，機(jī)油壓力將施加到控制環(huán)表面（3）上，然后作用在經(jīng)過校準(zhǔn)的控制彈簧（4）的張力上。當(dāng)機(jī)油壓力大于控制彈簧張力時，控制環(huán)順時針移入葉片泵的中心。這將減小偏心率，減少機(jī)油泵輸出。通過啟用電磁閥，可對機(jī)油泵的體積流量進(jìn)行電子調(diào)節(jié)。電磁閥作用在滑閥上，使壓力機(jī)油進(jìn)入控制環(huán)室，從而以電子方式控制機(jī)油泵的體積輸出。控制電磁閥由來自ECM 的脈寬調(diào)制（PWM）信號控制。為確保機(jī)油泵輸出正確，機(jī)油壓力傳感器向ECM 提供壓力反饋。機(jī)油泵輸出在所有發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載下無級可變，輸出經(jīng)過不斷調(diào)整，以適應(yīng)潤滑油供應(yīng)要求的當(dāng)前需求。當(dāng)激活VCT執(zhí)行器或活塞冷卻噴射器等系統(tǒng)時，對潤滑回路供應(yīng)提出了更高需求。ECM 調(diào)整泵的體積輸出，以在需要時滿足這些需求。機(jī)油泵電磁閥：占空比越低，機(jī)油泵的體積流量越大。如果出現(xiàn)電氣故障，此功能允許機(jī)油泵仍提供經(jīng)過調(diào)節(jié)的潤滑油供應(yīng)。注意： Ingenium I42.0L汽油發(fā)動機(jī)將使用Castrol EDGE Professional E 0W-20 發(fā)動機(jī)潤滑油。

┃ 圖13 可變流量機(jī)油泵部件分解圖

3.活塞冷卻機(jī)油噴射器（PCJ）

活塞冷卻機(jī)油噴射器為活塞和活塞銷提供冷卻和潤滑。可變流量機(jī)油泵通過汽缸缸體中的鉆孔向噴射器供應(yīng)加壓的發(fā)動機(jī)機(jī)油。機(jī)油供應(yīng)由一個活塞冷卻機(jī)油噴射器電磁閥控制，該電磁閥由PCM 控制。該電磁閥可根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載打開和關(guān)閉機(jī)油供應(yīng)。在冷啟動后以及預(yù)熱過程中，由于活塞冷卻噴嘴禁用，加熱過程得以改善。由于活塞散熱量減少，排放得以減少。活塞冷卻噴嘴可在整個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍內(nèi)，根據(jù)需要啟用和禁用。注意： 活塞冷卻噴射器電磁閥是常開的，并由PCM 電動關(guān)閉。如果電磁閥電路發(fā)生任何電氣故障，則意味著機(jī)油將會供應(yīng)至活塞冷卻噴射器。

┃ 圖14 可變流量機(jī)油泵工作原理示意圖

五、冷卻系統(tǒng)

1.可變冷卻液泵

Ingenium I42.0L汽油發(fā)動機(jī)有一個熱管理系統(tǒng)，旨在縮短冷啟動后的預(yù)熱階段，并對產(chǎn)生的熱量進(jìn)行引導(dǎo)以提高效率。輔助熱管理系統(tǒng)的主要新技術(shù)為：

◆可變冷卻液泵

◆電控節(jié)溫器

對冷卻液泵加以控制以提供最佳流量，以支持來自發(fā)動機(jī)部件的所有冷卻請求。如圖15所示，冷卻液泵內(nèi)有一個導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩在葉輪上滑動，可防止將水泵送到發(fā)動機(jī)周圍。泵產(chǎn)生內(nèi)部壓力，用于移動導(dǎo)流罩。泵的每次旋轉(zhuǎn)都會產(chǎn)生壓力。然后，在電磁閥的控制下，這個壓力被轉(zhuǎn)移至導(dǎo)流罩總成或泄漏回冷卻液系統(tǒng)。因此，如果泵不旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)流罩就不會移動。該電磁閥具有12V電源供應(yīng)，PCM 在接地側(cè)通過PWM 對其進(jìn)行控制。從0%～100% 流量的所有請求均可在大多數(shù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)，從而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的全面熱管理策略。泵內(nèi)的壓力作用在殼體中的回位彈簧上。沒有來自PCM 的信號時，該電磁閥將會打開，因而，導(dǎo)流罩在彈簧力的作用下返回其底座位置，使泵產(chǎn)生全流量。注意： 如果冷卻液泵不旋轉(zhuǎn)，則在連接至線束時導(dǎo)流罩將不工作。冷卻液泵必須旋轉(zhuǎn)才能產(chǎn)生用以移動導(dǎo)流罩的內(nèi)部壓力。

在發(fā)動機(jī)冷啟動過程，葉輪完全由導(dǎo)流罩蓋住，因此冷卻液不會泵入發(fā)動機(jī)汽缸缸體。隨著部件預(yù)熱，流量請求分5個階段增大。對冷卻液泵加以控制以提供最小流量，以支持來自發(fā)動機(jī)部件的所有冷卻請求。在冷卻液溫度達(dá)到最佳開啟溫度85℃ 后，導(dǎo)流罩將移至其最遠(yuǎn)位置，從而在節(jié)溫器管理的溫度控制下實現(xiàn)最大泵送。

共計有5個不同的流量，分別從0（零流量）至4（全流量）。從0%～100%流量的請求均可在大多數(shù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)，從而實現(xiàn)整個發(fā)動機(jī)熱管理策略。

冷卻液流速

◆0 級 = 無流量

◆1 ～ 3 級 = 中間流量

◆4 級 = 全流量

隨著冷卻液溫度上升，電磁閥占空比會降低，進(jìn)而使得冷卻液流量降低。在以下液流頻譜的各端，觀察到以下導(dǎo)流罩位置和傳感器電壓：

◆0 級= 0%、冷卻液流= 100%、電磁閥占空比= 4V

◆4 級= 100%、冷卻液流= 0%、電磁閥占空比= 1V

可變冷卻液泵受到控制，以提供支持來自發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的所有冷卻請求所需的最小流量。冷卻液流的級別由PCM 持續(xù)改變：

◆0 級用于初始發(fā)動機(jī)冷啟動后的前幾分鐘

◆1 級和2 級用于發(fā)動機(jī)預(yù)熱階段，最高不超過75℃

◆2 級、3 級和4 級用于溫度超過75℃ 之后（2 級為發(fā)動機(jī)怠速，3級和4 級用于行駛條件下）

多種條件會影響冷卻液泵導(dǎo)流罩的位置。

┃ 圖15 可變冷卻液泵

（待續(xù)）