保时捷918 Spyder DME发动机电控系统结构与组成（一）

湖南/候志华

一、概述

保时捷918 Spyder使用BOSCH公司研制的发动机管理系统17.1.11。除了发动机的控制功能之外，这还包括电力驱动的混合动力管理。

◆两个机械驱动高压燃油泵的直接燃油喷射（最大喷射压力20000kPa）

◆中央安装位置在燃烧室的7孔电磁喷射器

◆进气侧和排气侧的凸轮轴调节（进气侧曲轴转角为50°，排气侧曲轴转角为 55°）

◆两个直径为82mm的节气门

◆每个汽缸列上具有两个爆震传感器

◆怠速转速950r/min

1.7孔电磁喷油器（如图1所示）

保时捷首次采用中央安装位置在燃烧室中的7孔电磁喷射器。新的布置在混合气形成方面具有很大的优势，因此可以提高效率和改善发动机排气。喷油器具有不同的安装长度，因此安装时需使用不同的垫片进行补偿。

2.高压燃油泵（如图2所示）

单独的高压燃油泵安装在每个汽缸列的汽缸盖上。高压燃油泵在每个箱中由进气凸轮轴上一个独立的凸轮驱动，进气凸轮轴的凸轮。

3.凸轮轴调节器

进气凸轮轴和排气凸轮轴的调节器单元位于两个汽缸盖前部，如图3所示。

4.氧传感器（如图4所示）

保时捷918 Spyder采用了4个氧传感器。除了两个预三元催化器传感器（宽带氧传感器）以外，两个后三元催化器传感器（电压步进氧传感器）也通过螺钉固定在三元催化器壳体的三元催化器单体中。

二、清除DME故障记忆

┃图2 DFI喷射泵

清除DME的故障记忆之后，所有自适应值将复位。因此，接下来必须启动发动机并使之在怠速状态下运行大约5s。如果未遵照规定，就可能导致发动机损坏！激活“运动混合动力”“赛车混合动力”或“赛道驾驶”工作模式来打开点火装置，从而启动发动机。

┃ 图3 凸轮轴调节器，汽缸列1～4

┃ 图4 发动机舱视图（后部）

三、燃油箱系统

1.概述

保时捷918 Spyder采用了创新的储压罐系统，以满足插电式混合动力车辆的特殊要求。通常来说，汽油发动机燃油箱中形成的燃油蒸气会在燃油箱通风系统上集成的炭罐中被拦截。炭罐的吸收能力有限，具体取决于其尺寸。因此，炭罐将存储的燃油蒸气通过进气歧管系统提供给发动机，从而保证炭罐的再次利用。蒸气量、炭罐容量和发动机运行时间等因素必须保持平衡，以确保不超出炭罐的最大存储容量。不过，对于插电式混合动力车辆，发动机的运行时间尽可能减小，如图5所示。

┃ 图5 储压罐

保时捷918 Spyder的储压罐系统使得燃油箱密封，与环境空气隔绝开来。因此产生的燃油蒸气会停留在燃油箱中。内部燃油箱压力增加至30kPa。为了有效地防止燃油箱变形，挡板设计为横拉杆。燃油箱采用深冲铝板制成，表面覆盖12mm厚的聚氨酯海绵隔绝层。这意味着燃油温度以及产生的燃油蒸气量都会降低。除了箱内燃油泵，燃油箱还包括两个吸油喷射泵，这些吸油喷射泵可填充箱内燃油泵的涡流罐。燃油箱通过两条张紧带和支撑元件固定在单壳体车身上，如图6所示。

┃ 图6 燃油箱上的支撑元件

2.系统功能（如图7所示）

┃ 图7 储压罐系统概览

灰色部分为常规燃油箱系统的部件范围，橙色部分为储压罐系统的额外部件。产生的燃油蒸气收集在燃油箱中。加油口盖通过中控锁系统锁定，防止打开加油口盖时压力意外减小（释放燃油蒸气）。加油口盖始终保持锁定状态。发动机运行时，内部燃油箱压力随着燃油减少而降低。启用燃油箱切断阀之后燃油箱就会排气。空气通过炭罐从外部进入，并打开切断阀。该过程会减小炭罐中的碳氢化合物浓度。为了给车辆加油，首先要做的就是按下驾驶员侧车门上的“tank readiness”（燃油箱准备就绪）按钮。燃油箱切断阀打开，压力通过炭罐得到降低。压力降低后，组合仪表上会出现消息“tank readiness established”（燃油箱已准备就绪）， 加油口盖自动打开，如图8所示。

┃ 图8 按钮位置

3.燃油箱系统技术数据（如表1所示）

表1 燃油箱系统技术数据

┃ 图9 冷却系统概览（包括空调系统的制冷剂回路）

四、冷却系统

1.概述

保时捷918 Spyder 的冷却系统非常复杂，包括高温、中温和低温冷却回路。除了机油冷却器，还使用了总共5个散热器和4个电风扇。风扇控制由DME控制单元实现。流经两个前散热器的气流由DME控制单元通过散热器开关来按需控制，如图9所示。

2.高温冷却回路（包括乘客舱暖风）

以下部件与高温冷却回路连接：

◆带水泵和节温器的发动机

◆PDK的两个润滑油/水热交换器

◆暖风热交换器

众所周知，马克思毕生致力于人的解放问题。在马克思看来，“任何解放都是使人的世界即各种关系回归于人自身”[2]46。人的解放是一个艰难而漫长的历史过程，马克思人的解放理论为人的解放提供了根本指导，彰显出巨大的理论魅力。深入研究马克思人的解放理论的精神实质，辩证地把握其理论内涵，才能认清马克思人的解放理论的真理意蕴。

◆高压辅助加热器和乘客舱暖风阀门（选装）

◆车辆前部的两个散热器

◆右后轮前部的散热器

冷却液平均温度在 85～95℃之间，流体吞吐量达 22000L/h。冷却液膨胀箱位于驾驶员座椅后面的发动机舱内，如图10所示。

┃ 图10 冷却系统膨胀箱

3.中温冷却回路

◆带变速器的前端电机

◆前端电源电子装置

◆后端电机

◆后端电源电子装置

◆电动水泵（由 DME 启动）

◆右后轮前部的散热器

冷却液膨胀箱位于乘客座椅后面的发动机舱内。普通冷却液温度范围是 60～70℃。

4.低温冷却回路

低温冷却回路与中温冷却回路共用位于右后轮前面的散热器。以下部件与低温冷却回路连接：

◆高压锂离子蓄电池

◆车载充电器

◆电动水泵（由HV-BMS启动）

◆激冷器（冷却液/空调制冷器热交换器）

低温冷却回路主要用于高压锂离子蓄电池的热量控制和监控。为了让高压锂离子蓄电池达到最佳性能和最长使用寿命，操作温度必须相对恒定地保持在30℃。由于中低温冷却回路共用1个散热器，所以可借助激冷器使冷却液温度降低至散热器出口温度以下（如有必要）。

5.机油冷却系统

机油冷却器安装在车辆右侧、中/低温散热器后部。机油温度范围是 95～105℃。

五、高压部件的系统概览

高压部件的系统概览如图11所示。

相比保时捷 P a n a m e r a S E-Hybrid，保时捷918 Spyder 采用了附加的高压部件：

┃ 图11 高压部件的系统概览

◆单独的电机，用于配有辅助电源电子装置单元

◆DC/DC 转换器的前轮驱动

◆车辆可选配

◆DC充电端口（集成在车辆充电口上）

◆乘客舱的高压加热器

为了进一步减小插电式操作的充电时间，保时捷918 Spyder 除常见的AC充电接口外还可选配DC充电端口。该充电端口集成在标准车辆充电口上。相比选装的保时捷直流快速充电桩，该充电端口允许的充电电流高得多。乘客舱高压加热器大大提高响应时间和乘客舱暖风的热输出，因此即使外部温度低，也能提高车辆乘员的舒适度。

（待续）