2017年保時捷718 Boxster DME電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成（二）

王卓

3.進氣系統(tǒng)

（1）氣流走向

新鮮空氣經(jīng)左進氣口進入空氣濾清器殼體內(nèi)，如圖15所示。

進氣道從空氣濾清器殼體布置到安裝在左汽缸列（汽缸列2）上游的渦輪增壓器進氣側(cè)，如圖16所示。

（2）分流閥

分流閥緊鄰空氣濾清器殼體，位于其后方的渦輪增壓器進氣道中。當DME 控制單元啟用分流閥時，增壓空氣側(cè)（間接增壓空氣冷卻器下游）與渦輪增壓器進氣側(cè)之間會形成一條旁路。

超越傳動空氣的電控氣動轉(zhuǎn)換閥位于機油濾清器上方，如圖17所示。

（3）進氣歧管

2017年保時捷718 Boxster/Boxster S的進氣歧管由多個獨立的進氣口組成，其長度針對氣體循環(huán)進行了優(yōu)化，約為340mm，如圖18所示。

進氣分配器與分配器管之間的連接點通過 O 形環(huán)進行密封。

（4）進氣歧管壓力/進氣溫度傳感器 （SENT）

進氣歧管壓力/進氣溫度傳感器位于進氣分配器中。這些數(shù)字傳感器傳輸 SENT 協(xié)議。SENT = Single Edge Nibble Transmission：單邊半字節(jié)傳輸。

（5）增壓壓力傳感器（SENT）

增壓壓力傳感器安裝在間接增壓空氣冷卻器（ICAC）上，如圖19所示。

（6）節(jié)氣門調(diào)節(jié)裝置（電子節(jié)氣門）

節(jié)氣門調(diào)節(jié)裝置（電子節(jié)氣門）配有非接觸式數(shù)字旋轉(zhuǎn)角度傳感器（如圖20中1所示），用于實現(xiàn)節(jié)氣門的位置反饋。這可確保在整個使用壽命期間，不會發(fā)生磨損，而且測量準確性非常高。在節(jié)氣門調(diào)節(jié)裝置中，節(jié)氣門、節(jié)氣門驅(qū)動器和節(jié)氣門角度傳感器（Hall IMC）整合在一個殼體中。

①節(jié)氣門傳感器

節(jié)氣門傳感器具有冗余設(shè)計。節(jié)氣門位置通過兩個獨立、反向旋轉(zhuǎn)的非接觸式傳感器進行反饋。產(chǎn)生的電壓信號相當于以前安裝的電位計的電壓信號。

②執(zhí)行器

執(zhí)行器由帶兩級齒輪單元的直流電機組成。節(jié)氣門借助電機定位在下部和上部機械終止位置之間。

③啟動

DME 控制單元以電動方式啟動節(jié)氣門。用于啟用節(jié)氣門的輸入變量包括加速踏板位置以及來自可能影響發(fā)動機扭矩的系統(tǒng)請求。

（7）增壓空氣冷卻

┃ 圖15 汽流走向1

┃ 圖16 汽流走向2

┃ 圖17 電控氣動轉(zhuǎn)換閥位置

┃ 圖18 進氣歧管

┃ 圖19 增壓壓力傳感器位置

┃ 圖20 角度傳感器總線

Boxster的渦輪增壓發(fā)動機配有全新開發(fā)的高效緊湊型低溫增壓空氣冷卻系統(tǒng)。在渦輪增壓過程中經(jīng)加熱的增壓空氣由發(fā)動機上方的間接增壓空氣冷卻器 （ICAC）進行冷卻，如圖21所示。

間接增壓空氣冷卻器由輔助低溫（LT）冷卻回路進行冷卻。經(jīng)加熱的增壓空氣在流經(jīng)間接增壓空氣冷卻器時，將熱量傳遞給低溫回路中的冷卻液。然后，冷卻液吸收的熱量經(jīng)左右兩側(cè)部件中的低溫模塊散發(fā)到外界空氣中。每個低溫模塊均包含空氣/水熱交換器、位于內(nèi)側(cè)的電風扇以及安裝在內(nèi)部的沖壓進氣活門（用于優(yōu)化氣流）。從圖22很容易看到位于側(cè)進氣口后方的低溫回路及帶電風扇和沖壓進氣活門的低溫模塊的布置情況。經(jīng)加熱的增壓空氣由低溫模塊中的空氣/水熱交換器進行冷卻。間接增壓空氣冷卻器（ICAC）配有部分整合的低溫（LT）冷卻回路。也就是說，低溫回路（ICAC）與高溫（HT）回路共用一個冷卻液膨脹箱，但脫離高溫回路獨立運行。

①電動低溫冷卻液循環(huán)泵

系統(tǒng)根據(jù)所需的增壓空氣溫度和發(fā)動機負荷情況，對電動低溫冷卻液泵進行按需控制。

②右側(cè)/左側(cè)低溫模塊的電風扇

系統(tǒng)根據(jù)所需的增壓空氣溫度、發(fā)動機負荷情況和發(fā)動機艙溫度，對電風扇進行按需控制。根據(jù)發(fā)動機艙的溫度情況，這兩個電風扇還會充當發(fā)動機艙凈化風扇。

③沖壓進氣活門

低溫模塊的廢氣導管處的沖壓進氣活門可防止來自發(fā)動機艙的熱空氣通過低溫散熱器進行再循環(huán)，從而提高冷卻效力。

4.渦輪增壓

2017年保時捷718 Boxster/Boxster S車型采用渦輪增壓技術(shù)，配備了帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器。盡管排量有所減小，但新款發(fā)動機不僅顯著提高了最大功率，而且還在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，顯著提升了扭矩。位于行駛方向左前側(cè)的保時捷718 Boxster S 的 VTG 渦輪增壓器安裝位置，如圖23所示。

（1）響應(yīng)性

在設(shè)計渦輪增壓系統(tǒng)時，渦輪增壓器的響應(yīng)性被擺在了特別重要的位置。因此，在運動型駕駛期間，渦輪增壓器在部分負載范圍內(nèi)處于“準備啟動”狀態(tài)。為此，廢氣旁通閥關(guān)閉，點火點延遲，節(jié)氣門輕微閉合。因此，當前驅(qū)動扭矩保持不變，但節(jié)氣門上游的增壓壓力增大。在將加速踏板踩到底（節(jié)氣門大開）的后續(xù)加速階段，發(fā)動機便可立即提供更高的增壓壓力和更高的扭矩。如果在全力加速期間負載發(fā)生變化，松開加速踏板（車輛處于超越傳動模式）后，節(jié)氣門不會完全閉合。因此，增壓壓力不會完全散失，當隨后踩下加速踏板后，可再次提供增壓壓力以進行再加速。對兩款車型的性能而言，這意味著車輛具備了顯著增強的彈性、自然進氣發(fā)動機的典型響應(yīng)性和高轉(zhuǎn)速性能。在100～200km/h的中段加速期間，扭矩提升表現(xiàn)得尤為明顯。

┃ 圖22 低溫回路

┃ 圖23 VTG渦輪增壓器安裝位置

┃ 圖24 增壓空氣控制閥位置

（2）Boxster 的渦輪增壓器

Boxster 的渦輪增壓器如圖24～圖26所示。

2.0L發(fā)動機使用帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器進行增壓壓力控制。廢氣旁通閥通過真空關(guān)閉，以增大增壓壓力。2017年保時捷718 Boxster車型最大增壓壓力約為140kPa。因此，比保時捷Boxster S 高 30kPa。

（3）Boxster S 的渦輪增壓器

2.5L 發(fā)動機采用了 911 Turbo 常用的帶可變幾何渦輪（VTG）的渦輪增壓器和附加的廢氣旁通閥。可變導向葉片（將廢氣流以有針對性的可變方式引導到渦輪增壓器的渦輪上）的原理結(jié)合了小型和大型渦輪增壓器的功能。因此，在低轉(zhuǎn)速時通過幾乎閉合的導向葉片獲得良好的響應(yīng)和高扭矩值，在高轉(zhuǎn)速時通過打開的導向葉片獲得高輸出值。此外，還可以在很寬的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)獲得最大扭矩。2017年保時捷718 Boxster S車型最大增壓壓力約為110kPa。通過額外使用廢氣旁通閥，可以減小排氣背壓，并在流量較高的情況下，通過打開廢氣旁通閥，提高渦輪的工作效率。2017年保時捷718 Boxster S中帶廢氣旁通閥的 VTG 渦輪增壓器，如圖27所示。

廢氣旁通閥根據(jù)需要借助真空打開。渦輪增壓火花點火發(fā)動機非常適合采用這項渦輪增壓技術(shù)。由于采用了可變渦輪葉片，2017年保時捷718 Boxster S可以在高達約 980℃的最高排氣溫度下運行。排氣溫度傳感器（SENT）安裝在渦輪增壓器上，負責監(jiān)控排氣溫度。

（4）渦輪增壓器的電動冷卻液持續(xù)運行泵

渦輪增壓器的電動冷卻液持續(xù)運行泵位于汽缸列1 的右前部（以行駛方向為準)，如圖28所示。DME 控制單元根據(jù)運行情況開啟該泵。另外，在關(guān)閉處于熱態(tài)的發(fā)動機后，該泵會根據(jù)需要啟動，以便通過循環(huán)冷卻液對渦輪增壓器進行冷卻。

┃ 圖25 渦輪增壓器結(jié)構(gòu)

┃ 圖26 渦輪增壓器

┃ 圖27 VTG渦輪增壓器

┃ 圖28 電動冷卻液持續(xù)運行泵位置

┃ 圖29 活塞

┃ 圖30 火花塞和噴油器位置

5.混合氣形成

（1）燃燒室設(shè)計

四缸渦輪增壓發(fā)動機汽缸蓋中的中央噴油器位置造就了不同于前代 DFI 發(fā)動機的全新活塞頂。2017年保時捷718 Boxster的2.0L發(fā)動機的活塞頂帶有一個小凹槽。與之相反，2017年保時捷718 Boxster S的2.5L發(fā)動機的活塞頂帶有一個極小的凸面，如圖29所示。汽缸蓋中火花塞和噴油器的位置如圖30所示。

（待續(xù)）