保時捷918 Spyder DME發(fā)動機電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成（一）

湖南/候志華

一、概述

保時捷918 Spyder使用BOSCH公司研制的發(fā)動機管理系統(tǒng)17.1.11。除了發(fā)動機的控制功能之外，這還包括電力驅(qū)動的混合動力管理。

◆兩個機械驅(qū)動高壓燃油泵的直接燃油噴射（最大噴射壓力20000kPa）

◆中央安裝位置在燃燒室的7孔電磁噴射器

◆進氣側(cè)和排氣側(cè)的凸輪軸調(diào)節(jié)（進氣側(cè)曲軸轉(zhuǎn)角為50°，排氣側(cè)曲軸轉(zhuǎn)角為 55°）

◆兩個直徑為82mm的節(jié)氣門

◆每個汽缸列上具有兩個爆震傳感器

◆怠速轉(zhuǎn)速950r/min

1.7孔電磁噴油器（如圖1所示）

保時捷首次采用中央安裝位置在燃燒室中的7孔電磁噴射器。新的布置在混合氣形成方面具有很大的優(yōu)勢，因此可以提高效率和改善發(fā)動機排氣。噴油器具有不同的安裝長度，因此安裝時需使用不同的墊片進行補償。

2.高壓燃油泵（如圖2所示）

單獨的高壓燃油泵安裝在每個汽缸列的汽缸蓋上。高壓燃油泵在每個箱中由進氣凸輪軸上一個獨立的凸輪驅(qū)動，進氣凸輪軸的凸輪。

3.凸輪軸調(diào)節(jié)器

進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的調(diào)節(jié)器單元位于兩個汽缸蓋前部，如圖3所示。

4.氧傳感器（如圖4所示）

保時捷918 Spyder采用了4個氧傳感器。除了兩個預(yù)三元催化器傳感器（寬帶氧傳感器）以外，兩個后三元催化器傳感器（電壓步進氧傳感器）也通過螺釘固定在三元催化器殼體的三元催化器單體中。

二、清除DME故障記憶

┃圖2 DFI噴射泵

清除DME的故障記憶之后，所有自適應(yīng)值將復(fù)位。因此，接下來必須啟動發(fā)動機并使之在怠速狀態(tài)下運行大約5s。如果未遵照規(guī)定，就可能導(dǎo)致發(fā)動機損壞！激活“運動混合動力”“賽車混合動力”或“賽道駕駛”工作模式來打開點火裝置，從而啟動發(fā)動機。

┃ 圖3 凸輪軸調(diào)節(jié)器，汽缸列1～4

┃ 圖4 發(fā)動機艙視圖（后部）

三、燃油箱系統(tǒng)

1.概述

保時捷918 Spyder采用了創(chuàng)新的儲壓罐系統(tǒng)，以滿足插電式混合動力車輛的特殊要求。通常來說，汽油發(fā)動機燃油箱中形成的燃油蒸氣會在燃油箱通風(fēng)系統(tǒng)上集成的炭罐中被攔截。炭罐的吸收能力有限，具體取決于其尺寸。因此，炭罐將存儲的燃油蒸氣通過進氣歧管系統(tǒng)提供給發(fā)動機，從而保證炭罐的再次利用。蒸氣量、炭罐容量和發(fā)動機運行時間等因素必須保持平衡，以確保不超出炭罐的最大存儲容量。不過，對于插電式混合動力車輛，發(fā)動機的運行時間盡可能減小，如圖5所示。

┃ 圖5 儲壓罐

保時捷918 Spyder的儲壓罐系統(tǒng)使得燃油箱密封，與環(huán)境空氣隔絕開來。因此產(chǎn)生的燃油蒸氣會停留在燃油箱中。內(nèi)部燃油箱壓力增加至30kPa。為了有效地防止燃油箱變形，擋板設(shè)計為橫拉桿。燃油箱采用深沖鋁板制成，表面覆蓋12mm厚的聚氨酯海綿隔絕層。這意味著燃油溫度以及產(chǎn)生的燃油蒸氣量都會降低。除了箱內(nèi)燃油泵，燃油箱還包括兩個吸油噴射泵，這些吸油噴射泵可填充箱內(nèi)燃油泵的渦流罐。燃油箱通過兩條張緊帶和支撐元件固定在單殼體車身上，如圖6所示。

┃ 圖6 燃油箱上的支撐元件

2.系統(tǒng)功能（如圖7所示）

┃ 圖7 儲壓罐系統(tǒng)概覽

灰色部分為常規(guī)燃油箱系統(tǒng)的部件范圍，橙色部分為儲壓罐系統(tǒng)的額外部件。產(chǎn)生的燃油蒸氣收集在燃油箱中。加油口蓋通過中控鎖系統(tǒng)鎖定，防止打開加油口蓋時壓力意外減小（釋放燃油蒸氣）。加油口蓋始終保持鎖定狀態(tài)。發(fā)動機運行時，內(nèi)部燃油箱壓力隨著燃油減少而降低。啟用燃油箱切斷閥之后燃油箱就會排氣。空氣通過炭罐從外部進入，并打開切斷閥。該過程會減小炭罐中的碳氫化合物濃度。為了給車輛加油，首先要做的就是按下駕駛員側(cè)車門上的“tank readiness”（燃油箱準(zhǔn)備就緒）按鈕。燃油箱切斷閥打開，壓力通過炭罐得到降低。壓力降低后，組合儀表上會出現(xiàn)消息“tank readiness established”（燃油箱已準(zhǔn)備就緒）， 加油口蓋自動打開，如圖8所示。

┃ 圖8 按鈕位置

3.燃油箱系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)（如表1所示）

表1 燃油箱系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)

┃ 圖9 冷卻系統(tǒng)概覽（包括空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑回路）

四、冷卻系統(tǒng)

1.概述

保時捷918 Spyder 的冷卻系統(tǒng)非常復(fù)雜，包括高溫、中溫和低溫冷卻回路。除了機油冷卻器，還使用了總共5個散熱器和4個電風(fēng)扇。風(fēng)扇控制由DME控制單元實現(xiàn)。流經(jīng)兩個前散熱器的氣流由DME控制單元通過散熱器開關(guān)來按需控制，如圖9所示。

2.高溫冷卻回路（包括乘客艙暖風(fēng)）

以下部件與高溫冷卻回路連接：

◆帶水泵和節(jié)溫器的發(fā)動機

◆PDK的兩個潤滑油/水熱交換器

◆暖風(fēng)熱交換器

眾所周知，馬克思畢生致力于人的解放問題。在馬克思看來，“任何解放都是使人的世界即各種關(guān)系回歸于人自身”[2]46。人的解放是一個艱難而漫長的歷史過程，馬克思人的解放理論為人的解放提供了根本指導(dǎo)，彰顯出巨大的理論魅力。深入研究馬克思人的解放理論的精神實質(zhì)，辯證地把握其理論內(nèi)涵，才能認清馬克思人的解放理論的真理意蘊。

◆高壓輔助加熱器和乘客艙暖風(fēng)閥門（選裝）

◆車輛前部的兩個散熱器

◆右后輪前部的散熱器

冷卻液平均溫度在 85～95℃之間，流體吞吐量達 22000L/h。冷卻液膨脹箱位于駕駛員座椅后面的發(fā)動機艙內(nèi)，如圖10所示。

┃ 圖10 冷卻系統(tǒng)膨脹箱

3.中溫冷卻回路

◆帶變速器的前端電機

◆前端電源電子裝置

◆后端電機

◆后端電源電子裝置

◆電動水泵（由 DME 啟動）

◆右后輪前部的散熱器

冷卻液膨脹箱位于乘客座椅后面的發(fā)動機艙內(nèi)。普通冷卻液溫度范圍是 60～70℃。

4.低溫冷卻回路

低溫冷卻回路與中溫冷卻回路共用位于右后輪前面的散熱器。以下部件與低溫冷卻回路連接：

◆高壓鋰離子蓄電池

◆車載充電器

◆電動水泵（由HV-BMS啟動）

◆激冷器（冷卻液/空調(diào)制冷器熱交換器）

低溫冷卻回路主要用于高壓鋰離子蓄電池的熱量控制和監(jiān)控。為了讓高壓鋰離子蓄電池達到最佳性能和最長使用壽命，操作溫度必須相對恒定地保持在30℃。由于中低溫冷卻回路共用1個散熱器，所以可借助激冷器使冷卻液溫度降低至散熱器出口溫度以下（如有必要）。

5.機油冷卻系統(tǒng)

機油冷卻器安裝在車輛右側(cè)、中/低溫散熱器后部。機油溫度范圍是 95～105℃。

五、高壓部件的系統(tǒng)概覽

高壓部件的系統(tǒng)概覽如圖11所示。

相比保時捷 P a n a m e r a S E-Hybrid，保時捷918 Spyder 采用了附加的高壓部件：

┃ 圖11 高壓部件的系統(tǒng)概覽

◆單獨的電機，用于配有輔助電源電子裝置單元

◆DC/DC 轉(zhuǎn)換器的前輪驅(qū)動

◆車輛可選配

◆DC充電端口（集成在車輛充電口上）

◆乘客艙的高壓加熱器

為了進一步減小插電式操作的充電時間，保時捷918 Spyder 除常見的AC充電接口外還可選配DC充電端口。該充電端口集成在標(biāo)準(zhǔn)車輛充電口上。相比選裝的保時捷直流快速充電樁，該充電端口允許的充電電流高得多。乘客艙高壓加熱器大大提高響應(yīng)時間和乘客艙暖風(fēng)的熱輸出，因此即使外部溫度低，也能提高車輛乘員的舒適度。

（待續(xù)）