2017年保时捷718 Boxster DME电控系统结构与组成（二）

王卓

3.进气系统

（1）气流走向

新鲜空气经左进气口进入空气滤清器壳体内，如图15所示。

进气道从空气滤清器壳体布置到安装在左汽缸列（汽缸列2）上游的涡轮增压器进气侧，如图16所示。

（2）分流阀

分流阀紧邻空气滤清器壳体，位于其后方的涡轮增压器进气道中。当DME 控制单元启用分流阀时，增压空气侧（间接增压空气冷却器下游）与涡轮增压器进气侧之间会形成一条旁路。

超越传动空气的电控气动转换阀位于机油滤清器上方，如图17所示。

（3）进气歧管

2017年保时捷718 Boxster/Boxster S的进气歧管由多个独立的进气口组成，其长度针对气体循环进行了优化，约为340mm，如图18所示。

进气分配器与分配器管之间的连接点通过 O 形环进行密封。

（4）进气歧管压力/进气温度传感器 （SENT）

进气歧管压力/进气温度传感器位于进气分配器中。这些数字传感器传输 SENT 协议。SENT = Single Edge Nibble Transmission：单边半字节传输。

（5）增压压力传感器（SENT）

增压压力传感器安装在间接增压空气冷却器（ICAC）上，如图19所示。

（6）节气门调节装置（电子节气门）

节气门调节装置（电子节气门）配有非接触式数字旋转角度传感器（如图20中1所示），用于实现节气门的位置反馈。这可确保在整个使用寿命期间，不会发生磨损，而且测量准确性非常高。在节气门调节装置中，节气门、节气门驱动器和节气门角度传感器（Hall IMC）整合在一个壳体中。

①节气门传感器

节气门传感器具有冗余设计。节气门位置通过两个独立、反向旋转的非接触式传感器进行反馈。产生的电压信号相当于以前安装的电位计的电压信号。

②执行器

执行器由带两级齿轮单元的直流电机组成。节气门借助电机定位在下部和上部机械终止位置之间。

③启动

DME 控制单元以电动方式启动节气门。用于启用节气门的输入变量包括加速踏板位置以及来自可能影响发动机扭矩的系统请求。

（7）增压空气冷却

┃ 图15 汽流走向1

┃ 图16 汽流走向2

┃ 图17 电控气动转换阀位置

┃ 图18 进气歧管

┃ 图19 增压压力传感器位置

┃ 图20 角度传感器总线

Boxster的涡轮增压发动机配有全新开发的高效紧凑型低温增压空气冷却系统。在涡轮增压过程中经加热的增压空气由发动机上方的间接增压空气冷却器 （ICAC）进行冷却，如图21所示。

间接增压空气冷却器由辅助低温（LT）冷却回路进行冷却。经加热的增压空气在流经间接增压空气冷却器时，将热量传递给低温回路中的冷却液。然后，冷却液吸收的热量经左右两侧部件中的低温模块散发到外界空气中。每个低温模块均包含空气/水热交换器、位于内侧的电风扇以及安装在内部的冲压进气活门（用于优化气流）。从图22很容易看到位于侧进气口后方的低温回路及带电风扇和冲压进气活门的低温模块的布置情况。经加热的增压空气由低温模块中的空气/水热交换器进行冷却。间接增压空气冷却器（ICAC）配有部分整合的低温（LT）冷却回路。也就是说，低温回路（ICAC）与高温（HT）回路共用一个冷却液膨胀箱，但脱离高温回路独立运行。

①电动低温冷却液循环泵

系统根据所需的增压空气温度和发动机负荷情况，对电动低温冷却液泵进行按需控制。

②右侧/左侧低温模块的电风扇

系统根据所需的增压空气温度、发动机负荷情况和发动机舱温度，对电风扇进行按需控制。根据发动机舱的温度情况，这两个电风扇还会充当发动机舱净化风扇。

③冲压进气活门

低温模块的废气导管处的冲压进气活门可防止来自发动机舱的热空气通过低温散热器进行再循环，从而提高冷却效力。

4.涡轮增压

2017年保时捷718 Boxster/Boxster S车型采用涡轮增压技术，配备了带废气旁通阀的涡轮增压器。尽管排量有所减小，但新款发动机不仅显著提高了最大功率，而且还在很宽的转速范围内，显著提升了扭矩。位于行驶方向左前侧的保时捷718 Boxster S 的 VTG 涡轮增压器安装位置，如图23所示。

（1）响应性

在设计涡轮增压系统时，涡轮增压器的响应性被摆在了特别重要的位置。因此，在运动型驾驶期间，涡轮增压器在部分负载范围内处于“准备启动”状态。为此，废气旁通阀关闭，点火点延迟，节气门轻微闭合。因此，当前驱动扭矩保持不变，但节气门上游的增压压力增大。在将加速踏板踩到底（节气门大开）的后续加速阶段，发动机便可立即提供更高的增压压力和更高的扭矩。如果在全力加速期间负载发生变化，松开加速踏板（车辆处于超越传动模式）后，节气门不会完全闭合。因此，增压压力不会完全散失，当随后踩下加速踏板后，可再次提供增压压力以进行再加速。对两款车型的性能而言，这意味着车辆具备了显著增强的弹性、自然进气发动机的典型响应性和高转速性能。在100～200km/h的中段加速期间，扭矩提升表现得尤为明显。

┃ 图22 低温回路

┃ 图23 VTG涡轮增压器安装位置

┃ 图24 增压空气控制阀位置

（2）Boxster 的涡轮增压器

Boxster 的涡轮增压器如图24～图26所示。

2.0L发动机使用带废气旁通阀的涡轮增压器进行增压压力控制。废气旁通阀通过真空关闭，以增大增压压力。2017年保时捷718 Boxster车型最大增压压力约为140kPa。因此，比保时捷Boxster S 高 30kPa。

（3）Boxster S 的涡轮增压器

2.5L 发动机采用了 911 Turbo 常用的带可变几何涡轮（VTG）的涡轮增压器和附加的废气旁通阀。可变导向叶片（将废气流以有针对性的可变方式引导到涡轮增压器的涡轮上）的原理结合了小型和大型涡轮增压器的功能。因此，在低转速时通过几乎闭合的导向叶片获得良好的响应和高扭矩值，在高转速时通过打开的导向叶片获得高输出值。此外，还可以在很宽的发动机转速范围内获得最大扭矩。2017年保时捷718 Boxster S车型最大增压压力约为110kPa。通过额外使用废气旁通阀，可以减小排气背压，并在流量较高的情况下，通过打开废气旁通阀，提高涡轮的工作效率。2017年保时捷718 Boxster S中带废气旁通阀的 VTG 涡轮增压器，如图27所示。

废气旁通阀根据需要借助真空打开。涡轮增压火花点火发动机非常适合采用这项涡轮增压技术。由于采用了可变涡轮叶片，2017年保时捷718 Boxster S可以在高达约 980℃的最高排气温度下运行。排气温度传感器（SENT）安装在涡轮增压器上，负责监控排气温度。

（4）涡轮增压器的电动冷却液持续运行泵

涡轮增压器的电动冷却液持续运行泵位于汽缸列1 的右前部（以行驶方向为准)，如图28所示。DME 控制单元根据运行情况开启该泵。另外，在关闭处于热态的发动机后，该泵会根据需要启动，以便通过循环冷却液对涡轮增压器进行冷却。

┃ 图25 涡轮增压器结构

┃ 图26 涡轮增压器

┃ 图27 VTG涡轮增压器

┃ 图28 电动冷却液持续运行泵位置

┃ 图29 活塞

┃ 图30 火花塞和喷油器位置

5.混合气形成

（1）燃烧室设计

四缸涡轮增压发动机汽缸盖中的中央喷油器位置造就了不同于前代 DFI 发动机的全新活塞顶。2017年保时捷718 Boxster的2.0L发动机的活塞顶带有一个小凹槽。与之相反，2017年保时捷718 Boxster S的2.5L发动机的活塞顶带有一个极小的凸面，如图29所示。汽缸盖中火花塞和喷油器的位置如图30所示。

（待续）