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新型奥迪A6 V型发动机 |
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当竞争对手不断地为发动机进行技术改造时，奥迪公司也着力为用户打造全新的发动机。奥迪公司希望其新型A6轿车所使用的V型发动机成为业内技术水平最高、结构最紧凑的发动机。
研发目标
与竞争对手BMW 5系列和Mercedes-Benz E级轿车相比，奥迪A6轿车的先进性主要体现在其结构紧凑的发动机上。目前，可与奥迪新A6轿车配套的有3种汽油发动机和1种柴油发动机，今年夏季，还增加了一种高档柴油发动机。当竞争对手不断地为原来的发动机进行技术改造时，奥迪公司也着力为用户打造全新的发动机。例如，为用户提供直接燃油喷射的3.2L V6汽油发动机和采用传统喷射技术的2.4L发动机，而且共轨喷射、压电喷射控制的V6发动机作为全新的产品，也首次应用到奥迪A8轿车中。
与BMW公司和Mercedes-Benz公司不同，奥迪公司的V型发动机中的气缸数均大于4缸，比如，在奥迪A3中使用的3.2L V6发动机就是基于发动机横置而研发的新型发动机。早在几年前，奥迪公司就开始了新V型发动机的研发工作，其研发的目标是：
* 结构更加紧凑；
* 外形尺寸尽可能一致，通用件尽可能多；
* 基本结构适合于汽油机和柴油机；
* 不同气缸数、混合气形成和功率方案的柔性化；
* 适合于变型缸盖。
3.2L V6 FSI型发动机：直接喷射是在发动机的内部，而不是在发动机的上方
一般来说，奥迪公司的V型汽油发动机的缸体是由铝合金材料制成的，而柴油发动机的缸体则是由片状球墨铸铁制造而成。当缸体结构和尺寸相同时，片状球墨铸铁缸体的重量比灰铸铁的要轻15%左右。不同的V型发动机具有相同的气缸夹角（均为90°），这就使得V型发动机具有更大的空间，用以安装发动机附件，同时也大大便于缸体的加工。在各种V型发动机中，共同的特点是都采用了链传动和齿轮传动，使得发动机各个轴之间的动力传递更可靠、有力，而且占用的空间也更小。第一台这样的新型发动机是4.2L V8发动机，已于2002年批量投产并应用在S4型车中，在新型奥迪A6轿车中也可配用这种发动机，它采用了4套链传动机构，分别由凸轮轴、油泵、水泵和辅助转向泵来提供动力，它所配备的车用空调压缩机的尺寸为464mm，比原来采用皮带传动的空调压缩机缩短了50mm。
同一基础，两种机型
作为一种动力强劲的发动机，奥迪的设计师们为3.2L V6汽油发动机配备了汽油直接喷射系统。当发动机的转速达到6500r/min时，发动机的输出功率最大；当发动机的转速达到7200r/min时，其输出功率才达到红色警戒线。发动机的燃油以30~100Bar的压力直接喷射到发动机燃烧室中，但不要误认为这种发动机也采用了燃油分层喷射技术。出于多种原因，奥迪公司一直坚持采用均质燃烧技术，即发动机在λ＝1的工况下工作。一方面，是因为均质燃烧在混合气式和预燃式两种燃烧方式中，汽油燃烧后的排气质量较好；另一方面，燃油分层喷射技术可以挖掘的潜力不大，只能在发动机部分负载的工况下，即在市内路面上行驶时有效，而典型的“商务车”大多是在高速公路上行驶，对车辆的动态性能要求较高。
奥迪汽车的特性标志FSI仍然保留在奥迪车的产品目录中，FSI发动机的科技含量很高，是目前唯一采取燃料、空气直喷及混合气体分层燃烧技术的引擎，动力和扭矩输出状况都很理想，而且，对油品的要求并不高。尽管发动机的燃烧室容量增大、功率增大 （26kW），这种3.2L FSI发动机在实际工作时的耗油量并不比传统的喷射系统更高。奥迪汽车的设计师在新发动机中采用了12.5：1的高压缩比技术、4气门技术、连续凸轮轴分配技术、两级吸气管和分层节气控制技术。
2.4L吸气管内喷射的汽油发动机是以3.2L发动机为基本型的一种变型产品，两者的区别在于气缸数不同、活塞行程不同。据奥迪公司介绍，两种发动机的燃烧方式不同，同时包括33个不同的零部件，主要有V6发动机的进气控制器、变量进气管和进气侧凸轮轴调整机构等。
V型发动机的四大链条传动系统
灵活多变
在3.0L TDI发动机中，还采用了共轨喷射技术和压电喷油器。这种新技术也应用在第二代V8 TDI发动机中，与第一代V8 2.5L发动机相比，重量减轻了8kg、功率增大了33kW、输出扭矩增加了80N·m。新型柴油发动机的进、排气调节控制技术采用了与汽油发动机类似的4气门技术。值得一提的是，与Mercedes-Benz公司一样，奥迪公司在发动机的气门控制技术中也发明了4气门技术。由于采用的是柴油和汽油的直接喷射，这就要求喷油器和/或火花塞位于缸盖的中心位置处，方便了每个燃烧室4个气门的配置。
为了仅仅通过对发动机的技术改造，即可使汽车的尾气排放达到欧Ⅳ标准的要求，奥迪公司除了采用压电喷油器之外，还采用了二级冷却的增压器和涡流控制器技术。发动机的每一个气缸都有一个控制进气量的节气门，按照发动机的转速高低和功率大小，准确地调节着从吸气管进入到燃烧室的空气流量。
3.0L TDI发动机的涡流控制器引导着增压气流进入发动机燃烧室
发动机燃烧室中的油气混合气由第三代共轨喷射系统和压电喷油器来共同生成。与电磁阀喷油器类似，压电喷油器以高达1600Bar的压力把混合气射入发动机燃烧室中；不同的是在压电式喷油器中，由压电磁元件控制着喷油器针阀的开启，当几百伏的电压作用到压电晶体上之后，晶体的原子晶格发生膨胀，这些微小的“针阀行程运动”指令经液压系统直接传递到针阀处。采用这种压电控制技术的喷油器之后，燃油喷射量的控制精度可大大提高，同时针阀的开启、关闭速度也大大加快。借助于极高的针阀运动速度，共轨喷射系统在发动机高速旋转时的每个做功过程中可以完成5次燃烧喷射，带有6个喷油孔的喷油器可将这些高压燃油混合气体均匀的喷射到发动机燃烧室中。
奥迪V8汽油发动机可以配置自动变速和四轮驱动器，3.2L FSI发动机在投产初期有手动变速/前轮驱动和自动变速/四轮驱动等几种形式，今后也可以配置成手动变速/四轮驱动和多功能变速/前轮驱动等几种形式；2.4L汽油发动机最初的配置为手动变速/前轮驱动，也可采用多功能变速；3.0L TDI发动机则仅配置成自动变速/四轮驱动的结构形式，只有这种配置形式，才能最大程度地利用优化了的输出扭矩。
新型奥迪A6可配用的发动机及其技术参数一览表
2.4L 3.2L FSI 4.2L 2.0L TDI 3.0L TDI
发动机结构类型 V6V6V8 R4 V6
喷射方法吸气管式 直接 吸气管式 泵嘴 共轨
燃烧室容积（cm3） 2393 3123 4163 1968 2967
缸径×行程（mm） 81×77.4 84.5×92.8 84.5×92.8 81×95.5 83×91.4
功率（kW） 130 188 246 103 165
转速（r/min） 6000 6500 6600 4000 4000
扭矩（N·m） 230 330 420 320 450
转速（r/min） ≥3000 3250 3500 ≥1750 ≥1400
最大时速（km/h） 231 250 250 208 243
0～100km/h需时（s） 8.9 6.9 6.1 10.1 7.3
耗油量（L/100km） 9.7 9.7 11.6 6.1 8.3(end)
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(4/9/2005) |
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