2017年保时捷718 Boxster DME电控系统结构与组成（一）

王卓

一、简介

保时捷的水平对置发动机凭借出色的特性享誉数十载：紧凑型设计、低重心、高转速稳定性、迅捷的响应、独具特色的声浪以及惊人的低油耗。所有这些特性正是跑车设计师希望发动机所应具备的特性。全新四缸涡轮增压发动机恰恰具备了这些特性。2017年保时捷718 Boxster的2.0L四缸涡轮增压发动机，如图1、图2所示。

随着新发动机的推出，保时捷实现了Boxster车型历史上最大幅度的扭矩和功率提升。

新一代Boxster的发动机是全新开发的。在发动机开发过程中，着力于使涡轮增压发动机沿袭自然进气发动机的典型优势，例如出色的响应性和高转速发动机的特性。实现这一开发目标的方式令人印象深刻。2017年保时捷718 Boxster/718 Boxster S的发动机最高转速为7500r/min。对于涡轮增压发动机而言，这一数值相当惊人，在同级别发动机中无出其右。

实现该目标的技术解决方案如下：

借助四缸技术减小排量，同时结合涡轮增压技术。在2017年保时捷718 Boxster上，涡轮增压是通过带有整合式废气旁通阀的涡轮增压器来实现的。在2017年保时捷718 Boxster S款上，涡轮增压是通过同样带有整合式废气旁通阀的VTG涡轮增压器来实现的。718 Boxster的排量变为2.0L，S车型的排量变为2.5L。这相当于718 Boxster车型的排量减小0.7L，保时捷718 Boxster S车型减小0.9L。

汽缸盖也是全新的。进排气口经气流优化，具有高效的横流式冷却性能。

2017年保时捷718 Boxster车型的涡轮增压发动机配有高效的间接增压空气冷却系统。

开发目标之一是实现运动性能，同时降低CO2排放量。尽管功率大幅提升，但是该技术仍然可将CO2排放量降低多达13%。

二、配备涡轮增压器的2.0L/2.5L水平对置四缸发动机

1.技术数据（如表1所示）

表1 发动机参数

全新涡轮增压发动机不仅提供了与自然进气发动机相同的响应能力，而且输出的扭矩和功率较前代车型的自然进气发动机分别增加100N·m（S车型增加60N·m)和25.7kW（35HP）。在整个转速范围内，扭矩曲线均明显提高，从而使行驶性能显著提升。

718 Boxster S的发动机不同于718 Boxster，其排量更大，采用配有整合式废气旁通阀和改进的发动机控制装置的大型VTG涡轮增压器（911Turbo车型已普遍采用）。

2017年保时捷718 Boxster的功率和扭矩图（如图3所示）。

┃图3 718 Boxster车型发动机特性曲线

718 Boxster可在1950～4500r/min的转速范围内，提供380N·m的恒定扭矩。718 Boxster车型的最大扭矩由280N·m增至380N·m（增加100N·m）。这不仅大幅增加了弹性值，而且提供了出色的加速潜力。

两种车型的输出功率均增大25.7kW（35HP）。现在，718 Boxster车型的动力输出为220kW（300HP），718 Boxster S车型为257kW（350HP）。718 Boxster S的功率/扭矩图如图4所示。

┃图4 718 Boxster S车型发动机特性曲线

718 Boxster S车型的最大扭矩从360N·m增至420N·m（增加60N·m），并可在1900～4500r/min的转速范围内，持续提供最大扭矩。

2.燃油系统

（1）燃油品质

使用辛烷值为98RON/88MON的不含金属添加剂的无铅燃油，可使发动机达到最理想的性能和耗油量。

（2）低压系统

燃油箱和电动燃油泵的启用方式基本上与之前的981车型相同。718 Boxster S和718 Boxster的油箱容量分别约为64L和54L（可选装64L)，包括8L的储备量。控制单元负责向直流电动燃油泵供电，燃油箱中的压力调节器将低压限制在最高600kPa。与981一样，用于启用直流电动燃油泵的控制单元位于蓄电池支架下方。燃油箱如图5所示。

┃图5 燃油箱

（3）燃油低压传感器（如图6所示）

┃图6 燃油低压传感器位置

为了测量燃油低压，发动机配备了燃油低压传感器，它位于左汽缸列（汽缸列2）的燃油高压泵上游的低压管路中。这样便能根据燃油要求，在350～600kPa之间调节燃油低压。

1.扭矩 2.发动机功率

（4）高压系统

直接燃油喷射(DFI)系统经过全面改进。该系统的新特性包括汽缸盖中7孔喷油器的中央喷油器位置和增大的燃油压力。这两项措施有效地优化了混合气形成和燃烧特性，因此，尽管采用涡轮增压器技术，仍可省去预热阶段的二次空气喷射。前代车型配备4或6孔喷油器并采用侧喷油器位置，最大喷射压力为12000kPa。

①带油量控制阀的高压燃油泵

带油量控制阀的高压燃油泵位于汽缸列2（左侧)的汽缸盖上。该控制阀经改进，可减少噪音。单活塞高压燃油泵通过滚柱挺杆由进气凸轮轴上的三段式凸轮启动。燃油高压油轨位于汽缸盖的中央。根据工作情况，油量控制阀在12500～21000kPa之间（在预热阶段的压力会短时高达25000kPa）调节燃油高压。油量控制阀直接由DME控制单元启用。DFI高压系统如图7所示。

┃图7 高压系统

高压燃油泵和燃油高压传感器如图8和图9所示。

┃图8 高压燃油泵

┃图9 燃油高压传感器位置

②喷油器

汽缸盖中7孔喷油器处于中央位置有助于燃油在汽缸内的均匀分布。Boxster和Boxster S配备不同的7孔喷油器。喷射孔直径和喷射模式与相应的排量和汽缸直径相匹配。7孔喷油器如图10所示，安装位置如图11所示。带有挠性驱动器的升压器安装在DME控制单元中，用于启用喷油器。

┃图10 7孔喷油器

┃图11 喷油器安装位置

③专用工具

提供以下新专用工具，用于拔取喷油器和安装新的Teflon密封环，如图12和图13所示。

┃图12 拔取工具

┃图13 装配套管

④安装位置

图14所示显示了位于燃烧室中央的火花塞和喷油器的安装位置，以及配有油量控制阀的高压燃油泵（位于汽缸列2的汽缸盖上)的安装位置。

┃图14 汽缸盖内各部件的位置