CN107503867B - 增压集成中冷直喷汽油发动机总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压集成中冷直喷汽油发动机总成，包括安装在高压铸造铝合金缸体中的高压燃油直喷系统、高能效燃烧室系统、高压水冷废气再循环系统、进气道和排气道；所述高压燃油直喷系统向所述高能效燃烧室系统内直喷燃油；所述高压水冷废气再循环系统通过所述进气道将处理后的废气送入所述高能效燃烧室系统中；所述高能效燃烧室系统的废气通过所述排气道进入所述高压水冷废气再循环系统中进行处理。本发明可提升燃烧效率，可降低油耗和污染物排放。结合缸内高压直喷及高压中冷废气再循环系统提高了进气滚流，提升了燃烧速率，改善了燃烧爆震边界，可以大幅度改善发动机油耗水平。可降低发动机泵气损失，改善燃烧爆震边界，降低污染物排放。

Description

增压集成中冷直喷汽油发动机总成

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种1.0L增压集成中冷直喷汽油发动机总成。

背景技术

据公安部交管局统计，2016年末全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆，新注册量和年增量均达历史最高水平，随着人民生活水平的不断提升，汽车刚性需求保持旺盛，汽车保有量保持迅猛增长趋势，2016年新注册登记的汽车达2752万辆，保有量净增2212万辆，均为历史最高水平。乘用车节能对减轻能源与环境压力意义非常重大。在此背景下，政府部门出台了汽车燃油经济性及排放法规，并采取财税激励等措施不断推进汽车节能减排工作。其中，第三阶段油耗限值已于2012年7月1日开始实施，汽车油耗要求较第二阶段下降20％。第四阶段(2016～2020年)油耗法规已经明确：2020年企业平均油耗目标将达到5L/100km。开发高能效，低油耗，低排放的小排量发动机显得尤为重要。

目前上海通用主导开发的C15VVT发动机是一款新型自然吸气发动机，采用了可变进气歧管，进排气连续可变配气相位技术，变量机油泵机油泵及低摩擦技术，同时具有高速端和低速端的大扭矩，动力性能优秀，满足中国第五阶段排放法规要求。

考虑到这些车型未来的换代以及满足第四阶段油耗法规及国六排放法规的需求，亟需开发一款小排量节能发动机，以取代1.6L或以下排量的自然吸气发动机及部分不满足法规的1.0L增压发动机。同时该小排量发动机的功率和扭矩应超越现有1.6L自然吸气发动机及1.0L增压发动机，为整车升级产品带来更好的动力输出，并有能力扩展到SUV、小型MPV或跨界车等对于动力性能要求更高的车型应用。数据表明，为提高整车燃油经济性，增压小型化是投入产出比较高的一种途径。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种动力性能优越，燃油耗及排放低的增压集成中冷直喷汽油发动机总成。

本发明的技术方案提供一种增压集成中冷直喷汽油发动机总成，包括安装在高压铸造铝合金缸体中的高压燃油直喷系统、高能效燃烧室系统、高压水冷废气再循环系统、进气道和排气道；

所述高压燃油直喷系统向所述高能效燃烧室系统内直喷燃油；

所述高压水冷废气再循环系统通过所述进气道将处理后的废气送入所述高能效燃烧室系统中；

所述高能效燃烧室系统的废气通过所述排气道进入所述高压水冷废气再循环系统中进行处理。

进一步地，所述高压铸造铝合金缸体集成了链轮箱，还集成了机油滤清器、机油冷却器、机械水泵、起动电机、附件系统和压缩机。

进一步地，所述发动机总成还包括安装于所述链轮箱内的两级低张力正时链系统；

所述两级低张力正时链系统进一步包括：两级张紧器、低摩擦静音链条、定轨、动轨、上导轨及曲轴链轮；

其中所述两级张紧器安装于缸体前端面，所述两级张紧器包括双柱塞，所述低摩擦静音链条为齿形链，所述动轨由全塑料材料制成。

进一步地，所述发动机总成还包括缸盖，所述缸盖集成了排气歧管、EGR通道、独立凸轮轴瓦盖、高压油泵安装瓦盖、所述进气道和所述排气道，所述独立凸轮轴瓦盖进一步包括大瓦盖和小瓦盖。

进一步地，所述高压燃油直喷系统包括高压油泵、高压油管、油轨及直喷喷油器；

所述高压油泵布置于所述缸盖的排气侧后端的所述独立凸轮轴瓦盖上，所述直喷喷油器与所述油轨连接为一体安装于所述缸盖的进气侧的所述进气道下，所述直喷喷油器的头部伸入至所述缸盖的燃烧室内。

进一步地，所述高压燃油直喷系统的压力为35Mpa。

进一步地，所述高压水冷废气再循环系统包括废气取气口、废气再循环控制阀和废气再循环冷却器；

所述废气取气口位于所述缸盖的排气侧后端位置，废气依次由所述废气取气口进入所述废气再循环控制阀后，经过所述废气再循环冷却器冷却；

所述废气再循环冷却器与所述废气再循环控制阀为一体式设计，并安装于所述缸盖的排气侧，所述废气再循环冷却器的入水管串联到整车暖风管路出口，所述废气再循环冷却器的回水管水路分别连接至整车水壶及发动机水泵入水管。

进一步地，所述发动机总成还包括发动机集成中冷进气系统；

经过所述废气再循环冷却器冷却后的废气经由所述缸盖的废气通道、废气再循环管路进入到所述发动机集成中冷进气系统，然后进入所述进气道；

所述废气再循环管路连接所述发动机集成中冷进气系统的位置的法兰处装配有气体温度传感器，用以精确标定控制废气进气量。

进一步地，所述发动机集成中冷进气系统包括：涡轮增压器、中冷管路和集成中冷进气歧管；

新鲜空气经所述涡轮增压器增压后，经所述中冷管路连接到所述集成中冷进气歧管的入口处的电子节气门体，再进入到所述集成中冷进气歧管内，经过冷却后的新鲜空气进入到所述缸盖的燃烧室内；

其中，所述中冷管路及所述集成中冷进气歧管上分别装有中冷前温度压力传感器和中冷后温度压力传感器，用以标定监测中冷器工作状态及精确计算发动机进气量；

所述集成中冷进气歧管上还设置有中冷器入水和中冷器出水口，两者连接到整车的中冷水路循环上。

进一步地，所述发动机总成还包括安装在所述缸盖尾端的发动机热管理控制系统；

所述发动机热管理控制系统包括水温传感器、空调出水口、散热器出水口、机油冷却器出水口和调节球阀；

所述调节球阀根据所述水温传感器的反馈信号，来调节阀门开度分别控制所述空调出水口、所述散热器出水口和所述机油冷却器出水口的流量。

进一步地，所述发动机总成还包括可控活塞机油冷却喷射系统；

所述可控活塞机油冷却喷射系统包括机油冷却喷嘴、机油冷却喷嘴控制阀及缸体油道；

所述机油冷却喷嘴安装于气缸筒下端的所述缸体油道的下游位置，机油冷却喷嘴控制阀安装于发动机排气侧的所述缸体油道的上游位置，所述机油冷却喷嘴控制阀的开启和关闭可控制所述机油冷却喷嘴开启和关闭。

进一步地，所述发动机总成还包括中置式进排气连续可变气门正时系统；

所述中置式进排气连续可变气门正时系统包括相位器控制电磁阀、中央螺栓控制阀、凸轮轴相位调节器、进气侧相位器和排气侧相位器；

所述进气侧相位器和所述排气侧相位器上均安装有所述相位器控制电磁阀、所述中央螺栓控制阀和所述凸轮轴相位调节器。

进一步地，所述发动机总成还包括滚动轴承式低摩擦凸轮轴；

所述滚动轴承式低摩擦凸轮轴包括凸轮轴和安装在所述凸轮轴上的球轴承、球轴承挡圈、高压油泵驱动凸轮和凸轮轴位置信号盘；

所述球轴承的外圈过盈压装入所述缸盖一档的所述独立凸轮轴瓦盖内，再将所述凸轮轴过盈压装入所述球轴承的内圈，所述球轴承挡圈安装在所述缸盖一档的所述独立凸轮轴瓦盖的卡槽内，用以保证所述球轴承不会松脱滑出。

进一步地，所述发动机总成还包括可变排量机油泵；

所述可变排量机油泵布置在上油底壳上，并由机油泵链轮，机油泵链条和曲轴链轮驱动，所述可变排量机油泵受发动机控制模块指令进行油压切换。

进一步地，所述缸盖上设有横流式冷却水套，所述横流式冷却水套中的水流从进气侧流出排气侧。

进一步地，所述发动机总成还包括燃油蒸发排放控制系统；

所述燃油蒸发排放控制系统进一步包括碳罐控制阀、碳罐吹洗泵及其连接管路；

其中所述碳管吹洗泵位于发动机前端进气侧上端位置，所述碳管控制阀安装于排气侧增压器入口处的链接管上，所述碳管吹洗泵通过所述连接管路连接到所述碳管控制阀上。

进一步地，所述发动机总成还包括曲轴箱通风系统；

所述曲轴箱通风系统进一步包括：强制通风管路、压力传感器、油气分离器和凸轮轴盖罩；

其中所述强制通风管路位于发动机顶部后端位置，所述强制通风管路采用的三通设计分别连接整车进气系统谐振腔端口、曲轴箱的新鲜空气入口和油气分离器的出口，所述压力传感器安装于所述强制通风管路与所述油气分离器的出口的连接位置。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明中高压燃油直喷系统：可提升燃烧效率，可降低油耗和污染物排放。高能效燃烧室系统：结合缸内高压直喷及高压中冷废气再循环系统提高了进气滚流，提升了燃烧速率，改善了燃烧爆震边界，可以大幅度改善发动机油耗水平。高压中冷废气再循环系统：可降低发动机泵气损失，改善燃烧爆震边界，降低污染物排放。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明一实施例中发动机总成的主视图；

图2是本发明一实施例中发动机燃烧系的工作原理图；

图3是本发明一实施例中高能效燃烧室系统的结构示意图；

图4是本发明一实施例中高压铸造铝合金缸体的结构示意图；

图5-1是本发明一实施例中两级低张力正时链系统的结构示意图；

图5-2是图5-1的局部放大图；

图6-1是本发明一实施例中缸盖的结构示意图；

图6-2是本发明一实施例中横流式冷却水套的结构示意图；

图7-1是本发明一实施例中高压燃油直喷系统的结构示意图；

图7-2是图7-1的局部剖视图；

图8-1是本发明一实施例中高压水冷废气再循环系统的主视图；

图8-2是本发明一实施例中高压水冷废气再循环系统的结构示意图；

图9是本发明一实施例中发动机集成中冷进气系统的结构示意图；

图10是本发明一实施例中发动机热管理控制系统的结构示意图；

图11-1是本发明一实施例中可控活塞机油冷却喷射系统的结构示意图；

图11-2是图11-1的局部爆炸图；

图12是本发明一实施例中中置式进排气连续可变气门正时系统的结构示意图；

图13-1是本发明一实施例中滚动轴承式低摩擦凸轮轴的结构示意图；

图13-2是本发明一实施例中滚动轴承式低摩擦凸轮轴与独立凸轮轴瓦盖安装后的局部剖视图；

图14是本发明一实施例中可变排量机油泵安装后的结构示意图；

图15是本发明一实施例中燃油蒸发排放控制系统的结构示意图；

图16是本发明一实施例中曲轴箱通风系统的结构示意图；

图17是本发明一实施例中滚子摇臂液压挺柱气门系的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

发动机总成：

如图1-3所示，增压集成中冷直喷汽油发动机总成，包括安装在高压铸造铝合金缸体中的高压燃油直喷系统、高能效燃烧室系统3、高压水冷废气再循环系统、进气道和排气道；

高压燃油直喷系统向高能效燃烧室系统内直喷燃油；

高压水冷废气再循环系统通过进气道将处理后的废气送入高能效燃烧室系统中；

高能效燃烧室系统的废气通过排气道进入高压水冷废气再循环系统中进行处理。

具体为，图1中上方为发动机顶部、下方为发动机底部，左侧为发动机排气侧，右侧为发动机进气侧。

本实施例中，高压燃油直喷系统、高能效燃烧室系统3和高压水冷废气再循环系统共同组成发动机总成的发动机燃烧系。

本发明实施例中，高压燃油直喷系统：可提升燃烧效率，可降低油耗和污染物排放。高能效燃烧室、气道：结合缸内高压直喷及H-EGR提高了进气滚流，提升了燃烧速率，改善了燃烧爆震边界，可以大幅度改善发动机油耗水平。高压中冷废气再循环系统(H-EGR)：可降低发动机泵气损失，改善燃烧爆震边界，降低污染物排放。

高压铸造铝合金缸体：

进一步地，如图4所示，高压铸造铝合金缸体4集成了链轮箱41，还集成了机油滤清器、机油冷却器、机械水泵、起动电机、附件系统和压缩机。

由于高压铸造铝合金缸体4集成了链轮箱结构，缩减了发动机尺寸，同时避免了T型密封结构。还集成了机油滤清器、机油冷却器、机械水泵、起动电机、附件系统、压缩机等一系列安装特征，结构紧凑减轻了发动机重量，到达降低整车油耗的目的。此外，高压铸造铝合金缸体，显著的降低了整机重量。

两级低张力正时链系统：

进一步地，发动机总成还包括安装于链轮箱内的两级低张力正时链系统；

如图5-1和5-2所示，两级低张力正时链系统5进一步包括：两级张紧器51、低摩擦静音链条52、定轨53、动轨54、上导轨55及曲轴链轮56；

其中两级张紧器51安装于缸体前端面，两级张紧器51包括双柱塞511，低摩擦静音链条52为齿形链，动轨54由全塑料材料制成。

该两级低张力正时链系统能有效降低工作状态下张紧器的柱塞作用在正时链系统上的力，从而有效地降低链系统的摩擦损失，提高发动机整机燃油经济性。张紧器设计为双柱塞设计能在两级低张力正时链系统不同工作载荷下提供低、高两级张力来降低链系统的摩擦损失。该系统的链条为低摩擦静音链条，该链条为齿形链设计，能有效的降低系统的工作噪音，同时能兼顾直喷发动机所需带来的链磨损问题。动轨采用全塑料材料，降低了系统的质量，有助于发动机的轻量化设计。

缸盖：

进一步地，如图6-1所示，发动机总成还包括缸盖6，缸盖6集成了排气歧管(图未示)、EGR通道61、独立凸轮轴瓦盖62、高压油泵安装瓦盖63、进气道64和排气道65，独立凸轮轴瓦盖62进一步包括大瓦盖62-1和小瓦盖62-2。此外，侧置缸内直喷喷油器74(参见图7-1)布置在进气道下端，66为直喷喷油器安装端。

集成排气歧管，集成EGR通道等紧凑设计降低了零件尺寸和重量，独立的大、小瓦盖、高压油泵安装瓦盖降低了缸盖制造的工艺难度，全新的气道、燃烧室设计提升了燃烧效率降低油耗水平。

进一步地，如图6-2，缸盖6上设有横流式冷却水套67，横流式冷却水套67中的水流从进气侧流出排气侧，图6-2中黑色箭头所指的方向为水流方向。

缸盖的横流式冷却水套使得缸盖内部拥有良好的冷却液流动路径和流动速度,低的压力损失，降低了缸盖排气侧鼻梁区温度改善爆震边界。

高压燃油直喷系统：

进一步地，如图7-1所示，高压燃油直喷系统7包括高压油泵71、高压油管72、油轨73及直喷喷油器74；

如图7-2所示，高压油泵71布置于缸盖6的排气侧后端的独立凸轮轴瓦盖62上，直喷喷油器74与油轨73连接为一体安装于缸盖6的进气侧的进气道64下，直喷喷油器74的头部伸入至缸盖6的燃烧室68内。

该系统能降低混合气温度,抑制爆震,提高压缩比、优化点火提前角、减少混合气加浓从而能有效降低发动机油耗。直喷技术能够实现快速断油降低油耗，发动机在恢复运转的时候不需要油膜的建立。直喷能够提高EGR量，降低低负荷下的泵气损失，改善发动机油耗。直喷和发动机启停技术结合能够降低起动油耗以及提升快速起动性能。同时直喷技术能实现多次喷射和点火角推迟，加速催化器起燃，降低HC、CO、NOX排放，直喷雾化更好，减少加浓，改善起动和暖机的HC排放。

进一步地，高压燃油直喷系统的压力为35Mpa。较大的压力，使喷油越细，有利于充分燃烧，使燃烧后产生的颗粒越小。

高压水冷废气再循环系统：

进一步地，如图8-1和8-2所示，高压水冷废气再循环系统8包括废气取气口81、废气再循环控制阀82和废气再循环冷却器83；

废气取气口81位于缸盖6的排气侧后端位置，废气依次由废气取气口81进入废气再循环控制阀82后，经过废气再循环冷却器83冷却；

废气再循环冷却器83与废气再循环控制阀82为一体式设计，并安装于缸盖6的排气侧，废气再循环冷却器83的入水管831串联到整车暖风管路出口，废气再循环冷却器83的回水管832水路分别连接至整车水壶及发动机水泵入水管。

该系统通过控制废气再循环控制阀的开度控制进入气缸的废气量达到降低泵气损失，改善燃烧从而降低发动机油耗和排放的目的。

发动机集成中冷进气系统：

进一步地，发动机总成还包括发动机集成中冷进气系统；

如图9所示，经过废气再循环冷却器8冷却后的废气经由缸盖6的废气通道、废气再循环管路84(参见图8-1)进入到发动机集成中冷进气系统9，然后进入进气道64；

废气再循环管路84连接发动机集成中冷进气系统9的位置的法兰处装配有气体温度传感器85(参见图8-1)，用以精确标定控制废气进气量。

进一步地，发动机集成中冷进气系统9包括：涡轮增压器91、中冷管路92和集成中冷进气歧管93；

新鲜空气经涡轮增压器91增压后，经中冷管路92连接到集成中冷进气歧管93的入口处的电子节气门体94，再进入到集成中冷进气歧管93内，经过冷却后的新鲜空气进入到缸盖6的燃烧室68内；

其中，中冷管路92及集成中冷进气歧管93上分别装有中冷前温度压力传感器95和中冷后温度压力传感器96，用以标定监测中冷器工作状态及精确计算发动机进气量；

集成中冷进气歧管93上还设置有中冷器入水931和中冷器出水口932，两者连接到整车的中冷水路循环上。

本发明的发动机采用了集成中冷进气系统，集成中冷系统相对于传统的空冷中冷系统能集成度更高，因此能大幅优化发动机在整车前舱的布置空间及降低整车质量降低发动机油耗水平。同时集成中冷系统能有效的降低进气歧管的进气温度从而提升发动机的性能和油耗水平。本发动机采用的集成中冷设计从压后到进气歧管的中冷管路路线短，能有效的提升发动机的动态扭矩响应，从而带来更加优越的整车加速响应性能。

发动机热管理控制系统：

进一步地，如图10所示，发动机总成还包括安装在缸盖尾端的发动机热管理控制系统10；

发动机热管理控制系统10包括水温传感器101、空调出水口102、散热器出水口103、机油冷却器出水口104和调节球阀(图未示)；

调节球阀根据水温传感器101的反馈信号，来调节阀门开度分别控制空调出水口102、散热器出水口103和机油冷却器出水口104的流量。

发动机热管理控制系统通过调节调节球阀的开度分别控制缸体、缸盖冷却水流量以及控制发动机出水至散热器，空调暖风，机油冷却器水量的分配。从而达到控制缸体、缸盖水道水温的目的，以此实现快速暖机降低摩擦功，控制缸体缸筒壁面温度降低散热损失，同时在发动机部分负荷和高负荷通过调节调节球阀的开度控制缸体、缸盖水温避免发动机过热，降低排温和改善爆震边界，优化燃烧从而降低发动机油耗和排放。

可控活塞机油冷却喷射系统：

进一步地，如图11-1和11-2所示发动机总成还包括可控活塞机油冷却喷射系统11；

可控活塞机油冷却喷射系统11包括机油冷却喷嘴111、机油冷却喷嘴控制阀112及缸体油道113；

机油冷却喷嘴111安装于气缸筒下端的缸体油道113的下游位置113-1，机油冷却喷嘴控制阀112安装于发动机排气侧的缸体油道113的上游位置113-2，机油冷却喷嘴控制阀112的开启和关闭可控制机油冷却喷嘴111开启和关闭。

发动机控制模块可依据发动机运行工况控制机油冷却喷嘴控制阀的开启和关闭来控制机油冷却喷嘴的喷射开启时刻，通过机油喷射降低活塞温度实现抑制暴震功能的同时进一步降低发动机机油流量消耗从而改善发动机油耗水平。

中置式进排气连续可变气门正时系统：

进一步地，如图12所示，发动机总成还包括中置式进排气连续可变气门正时系统12；

中置式进排气连续可变气门正时系统12包括相位器控制电磁阀121、中央螺栓控制阀122、凸轮轴相位调节器123、进气侧相位器124和排气侧相位器125；

进气侧相位器124和排气侧相位器125上均安装有相位器控制电磁阀121、中央螺栓控制阀122和凸轮轴相位调节器123。

中置式进排气连续可变气门正时系统具有相位调节速度快，精度高，稳定性好，机油消耗率低等特点，该系统通过调节进排气门的开启关闭时刻，针对不同的发动机工况优化进排气效率达到提高功率降低油耗的目的，2000rpm，2bar油耗小于355/kw.h。

滚动轴承式低摩擦凸轮轴：

进一步地，如图13-1和13-2所示，发动机总成还包括滚动轴承式低摩擦凸轮轴13；

滚动轴承式低摩擦凸轮轴13包括凸轮轴131和安装在凸轮轴131上的球轴承132、球轴承挡圈133、高压油泵驱动凸轮134和凸轮轴位置信号盘135；

球轴承132的外圈过盈压装入缸盖6一档的独立凸轮轴瓦盖62内，再将凸轮轴131过盈压装入球轴承132的内圈，球轴承挡圈133安装在缸盖6一档的独立凸轮轴瓦盖62的卡槽内，用以保证球轴承131不会松脱滑出。

相对于滑动凸轮轴可以降低发动机配气机构的摩擦损失，从而降低发动机燃油消耗。

可变排量机油泵：

进一步地，如图14所示，发动机总成还包括可变排量机油泵14；

可变排量机油泵14布置在上油底壳141上，并由机油泵链轮142、机油泵链条143和曲轴链轮144驱动，可变排量机油泵14受发动机控制模块指令进行油压切换。

可变排量机油泵可按发动机各系统的油压&油量需调节机油泵机油输出压力，由此减小了该系统的摩擦功损失，提高发动机整机燃油经济性。

燃油蒸发排放控制系统：

进一步地，如图15所示，发动机总成还包括燃油蒸发排放控制系统15；

燃油蒸发排放控制系统15进一步包括碳罐控制阀151、碳罐吹洗泵152及其连接管路153；

其中碳管吹洗泵152位于发动机前端进气侧上端位置，碳管控制阀151安装于排气侧增压器入口处154的链接管上，碳管吹洗泵152通过连接管路153连接到碳管控制阀151上。

燃油蒸发排放控制系统区别于传统的燃油增发排放控制系统，碳罐吹洗泵能主动抽取碳罐内燃油蒸汽而不依赖于碳罐与涡轮增压器入口处的压差，从而能更加高效的防止碳罐内燃油蒸气散发而导致的环境污染问题。

曲轴箱通风系统：

进一步地，如图16所示，发动机总成还包括曲轴箱通风系统16；

曲轴箱通风系统16进一步包括：强制通风管路161、压力传感器162、油气分离器163和凸轮轴盖罩164；

其中强制通风管路161位于发动机顶部后端位置，强制通风管路161采用的三通设计分别连接整车进气系统谐振腔端口161-1、曲轴箱的新鲜空气入口161-2和油气分离器163的出口，压力传感器162安装于强制通风管路161与油气分离器163的出口的连接位置。

相比较传统曲轴箱通风系统设计，本实施例中的曲轴箱通风系统集成程度更高，该系统能有效的预防曲轴箱内气体散发而导致的环境污染问题，同时安装在其管路上的压力传感器能有效的检测曲轴箱压力范围，用以监测该系统的工作状态。

滚子摇臂液压挺柱气门系：

如图17所示，发动机还包括滚子摇臂液压挺柱气门系17：采用液压挺柱可以自动调节气门间隙终生免维护，采用滚子摇臂与凸轮接触有效减少摩擦功降低油耗。

本发明还提供一种实施例，通过电机驱动废气涡轮增压，合理有效的匹配设计使得发动机在高低速均能达到最佳性能；同时集成了直流电机，ECRV控制阀等机构，有利于提高瞬态动力响应和部分负荷油耗；紧凑型设计有利于发动机整体尺寸的缩小。

涡轮增压技术可以在不加大发动机排量的前提下大幅度地提高发动机的功率及扭矩，在满足整车性能需求前提下降低发动机质量，从而降低整车油耗水平。涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，从而增加燃料量就以增加发动机的输出功率。本实施例不同于传统真空控制废气旁通阀式增压器，本实施例中的涡轮增压器采用了电机驱动废气旁通阀，其优点在于：当发动机工作在低转速低负荷工况下，电机驱动废气旁通阀处于全开位置，降低了排气背压和泵气损失，提高了燃油经济性。同时在扭矩需求增加时，废气旁通阀能更快速的置于全关的位置，提高了发动机的瞬态动力响应。

本发明能被应用于1.0L排量及以下的增压型经济型或入门级中小型轿车，或代替应用于1.6L排量及以下自然吸气的经济型轿车或入门级中小型轿车。

以上的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种增压集成中冷直喷汽油发动机总成，其特征在于，包括安装在高压铸造铝合金缸体中的高压燃油直喷系统、高能效燃烧室系统、高压水冷废气再循环系统、进气道、排气道和缸盖；

所述高压燃油直喷系统向所述高能效燃烧室系统内直喷燃油；

所述高压水冷废气再循环系统通过所述进气道将处理后的废气送入所述高能效燃烧室系统中；

所述高能效燃烧室系统的废气通过所述排气道进入所述高压水冷废气再循环系统中进行处理；所述高压铸造铝合金缸体集成了链轮箱，还集成了机油滤清器、机油冷却器、机械水泵、起动电机、附件系统和压缩机；所述发动机总成还包括安装于所述链轮箱内的两级低张力正时链系统；

所述两级低张力正时链系统进一步包括：两级张紧器、低摩擦静音链条、定轨、动轨、上导轨及曲轴链轮；

其中所述两级张紧器安装于缸体前端面，所述两级张紧器包括双柱塞，所述低摩擦静音链条为齿形链，所述动轨由全塑料材料制成。

2.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述缸盖集成了排气歧管、EGR通道、独立凸轮轴瓦盖、高压油泵安装瓦盖、所述进气道和所述排气道，所述独立凸轮轴瓦盖进一步包括大瓦盖和小瓦盖。

3.根据权利要求2所述的发动机总成，其特征在于，所述高压燃油直喷系统包括高压油泵、高压油管、油轨及直喷喷油器；

所述高压油泵布置于所述缸盖的排气侧后端的所述独立凸轮轴瓦盖上，所述直喷喷油器与所述油轨连接为一体安装于所述缸盖的进气侧的所述进气道下，所述直喷喷油器的头部伸入至所述缸盖的燃烧室内。

4.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述高压燃油直喷系统的压力为35Mpa。

5.根据权利要求2所述的发动机总成，其特征在于，所述高压水冷废气再循环系统包括废气取气口、废气再循环控制阀和废气再循环冷却器；

所述废气取气口位于所述缸盖的排气侧后端位置，废气依次由所述废气取气口进入所述废气再循环控制阀后，经过所述废气再循环冷却器冷却；

所述废气再循环冷却器与所述废气再循环控制阀为一体式设计，并安装于所述缸盖的排气侧，所述废气再循环冷却器的入水管串联到整车暖风管路出口，所述废气再循环冷却器的回水管水路分别连接至整车水壶及发动机水泵入水管。

6.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括发动机集成中冷进气系统；

经过所述废气再循环冷却器冷却后的废气经由所述缸盖的废气通道、废气再循环管路进入到所述发动机集成中冷进气系统，然后进入所述进气道；

所述废气再循环管路连接所述发动机集成中冷进气系统的位置的法兰处装配有气体温度传感器，用以精确标定控制废气进气量。

7.根据权利要求6所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机集成中冷进气系统包括：涡轮增压器、中冷管路和集成中冷进气歧管；

新鲜空气经所述涡轮增压器增压后，经所述中冷管路连接到所述集成中冷进气歧管的入口处的电子节气门体，再进入到所述集成中冷进气歧管内，经过冷却后的新鲜空气进入到所述缸盖的燃烧室内；

其中，所述中冷管路及所述集成中冷进气歧管上分别装有中冷前温度压力传感器和中冷后温度压力传感器，用以标定监测中冷器工作状态及精确计算发动机进气量；

所述集成中冷进气歧管上还设置有中冷器入水和中冷器出水口，两者连接到整车的中冷水路循环上。

8.根据权利要求2所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括安装在所述缸盖尾端的发动机热管理控制系统；

所述发动机热管理控制系统包括水温传感器、空调出水口、散热器出水口、机油冷却器出水口和调节球阀；

所述调节球阀根据所述水温传感器的反馈信号，来调节阀门开度分别控制所述空调出水口、所述散热器出水口和所述机油冷却器出水口的流量。

9.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括可控活塞机油冷却喷射系统；

所述可控活塞机油冷却喷射系统包括机油冷却喷嘴、机油冷却喷嘴控制阀及缸体油道；

所述机油冷却喷嘴安装于气缸筒下端的所述缸体油道的下游位置，机油冷却喷嘴控制阀安装于发动机排气侧的所述缸体油道的上游位置，所述机油冷却喷嘴控制阀的开启和关闭可控制所述机油冷却喷嘴开启和关闭。

10.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括中置式进排气连续可变气门正时系统；

所述中置式进排气连续可变气门正时系统包括相位器控制电磁阀、中央螺栓控制阀、凸轮轴相位调节器、进气侧相位器和排气侧相位器；

所述进气侧相位器和所述排气侧相位器上均安装有所述相位器控制电磁阀、所述中央螺栓控制阀和所述凸轮轴相位调节器。

11.根据权利要求2所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括滚动轴承式低摩擦凸轮轴；

所述滚动轴承式低摩擦凸轮轴包括凸轮轴和安装在所述凸轮轴上的球轴承、球轴承挡圈、高压油泵驱动凸轮和凸轮轴位置信号盘；

所述球轴承的外圈过盈压装入所述缸盖一档的所述独立凸轮轴瓦盖内，再将所述凸轮轴过盈压装入所述球轴承的内圈，所述球轴承挡圈安装在所述缸盖一档的所述独立凸轮轴瓦盖的卡槽内，用以保证所述球轴承不会松脱滑出。

12.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括可变排量机油泵；

所述可变排量机油泵布置在上油底壳上，并由机油泵链轮，机油泵链条和曲轴链轮驱动，所述可变排量机油泵受发动机控制模块指令进行油压切换。

13.根据权利要求2所述的发动机总成，其特征在于，所述缸盖上设有横流式冷却水套，所述横流式冷却水套中的水流从进气侧流出排气侧。

14.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括燃油蒸发排放控制系统；

所述燃油蒸发排放控制系统进一步包括碳罐控制阀、碳罐吹洗泵及其连接管路；

其中所述碳管吹洗泵位于发动机前端进气侧上端位置，所述碳管控制阀安装于排气侧增压器入口处的链接管上，所述碳管吹洗泵通过所述连接管路连接到所述碳管控制阀上。

15.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述发动机总成还包括曲轴箱通风系统；

所述曲轴箱通风系统进一步包括：强制通风管路、压力传感器、油气分离器和凸轮轴盖罩；

其中所述强制通风管路位于发动机顶部后端位置，所述强制通风管路采用的三通设计分别连接整车进气系统谐振腔端口、曲轴箱的新鲜空气入口和油气分离器的出口，所述压力传感器安装于所述强制通风管路与所述油气分离器的出口的连接位置。

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