FSI V6 および V8 エンジンの空気管理

Jun 18, 2023

2006 年、アウディは新しい 3.2 L V6 エンジンと 4.2 L V8 エンジンを導入しました。 どちらも、2004 年に 2.0 FSI 4 気筒エンジンに初めて導入されたアウディの燃料層状噴射 (FSI) システムを利用しています。

これらの直接燃料噴射エンジンの開発者は、白紙の状態からスタートしました。 V6 と V8 は、燃料インジェクターのためのスペースを確保するために 5 バルブ配置を失いました。 インジェクターを燃焼室に移動することで、シリンダー内の空燃比と燃料滴サイズをより適切に制御できるようになります。 しかし、アウディは、空気がエンジンに入る方法とクランクケースの蒸気を制御する方法を完全に再設計することで、さらに一歩前進しました。

FSI 3.2 L V6 および 4.2 L V8 には、炭素堆積の問題など、FSI 2.0 L 4 気筒エンジンと多くの共通点があります。 おそらく、初めてアウディのインテークマニホールドに触れるのは、ドライバビリティに関する苦情ではなく、むしろインテークバルブの洗浄が必要なカーボンクリーニングサービスを受けることになるでしょう。

V6 および V8 FSI エンジンのインテーク マニホールドは、プレナムと吸気ポートにある 2 セットのバルブを使用して、スロットル ボディの後の空気の流れを管理します。 バルブが適切に機能しない場合、エンジンは同じ出力を生成できなくなり、コードが設定されます。

プレナムの中央にあるバッフルはランナーの長さを変更し、トルクと応答性を向上させます。 アウディは、サービス情報および DTC の説明の中で、これらのバルブを「チェンジオーバー」、「インテーク マニホールド チューニング」、または「インテーク ランナー コントロール」と呼んでいます。 バッフルは空気を長いランナーに導き、低速トルクを実現し、エンジン速度が上昇すると短いランナーに移行します。

真空アクチュエータとソレノイドがバッフルを制御します。 センサーがバルブの位置を監視します。 アウディは、1990 年代から V6 および V8 エンジンにこのタイプのマニホールドを使用してきました。 システムに障害が発生し、真空が存在しない場合、通常はデフォルトの位置でシステムが閉じた構成、つまり吸気ランナーが最も長い位置に設定されます。 これにより、回転数が増加するにつれてエンジンの出力が低下します。 RS または高性能アウディ V6 および V8 エンジンには、このシステムは搭載されていません。

アウディ FSI エンジンでは、吸気バルブの前に「タンブル フラップ」があり、バキューム ポットと電気ソレノイド バルブによって作動します。 これらは小さなフラップで、閉じて吸気バルブへの流れを制限します。 この制限により「ベンチュリ効果」が生じ、エンジン速度や負荷が低いときにエンジンに吸い込まれる空気の流れがスムーズになります。 バルブが開いているときは、インテーク ランナーの直径全体が使用されます。

タンブルバルブは通常、1,000 ～ 4,000 rpm の低負荷時には閉じられます。 これにより、アイドリング品質と低速エンジン速度での加速が向上します。 エンジン負荷が増加すると、バルブが開きます。

一部の走行距離の多い車両ではアクチュエーターが故障する可能性があります。 最も一般的な故障箇所はリンケージとシャフトです。 プラスチックのリンクに亀裂が入り、バルブが完全に開かなくなったり、開きすぎたりする可能性があります。

両バンクのシャフトの端にあるホール効果センサーがバルブの位置を測定します。 バルブの反応が遅い場合、または開閉の設定値を超える場合は、コードが設定されます。 シャフトが摩耗し、端で真空漏れが発生する可能性があります。

顧客は、タンブル バルブまたはインテーク ランナー アクチュエーターのいずれかが故障した場合に、電力損失を報告する可能性があります。 最初の診断ステップは、部品を交換する前に、ラインとアクチュエータの真空漏れをチェックすることです。 通常、漏れはコードのリーンを引き起こし、長期的な燃料調整数値を増加させます。 スモークマシンは、漏れのあるポート、ホース、ひび割れたプラスチック部品を見つけるのに役立ちます。

アウディは、FSI V6 および V8 エンジンのクランクケース蒸気を非常に重視しています。 このシステムは、多くのバルブとチャンバーを使用して蒸気を管理し、オイルの大部分を除去し、残りのガスを燃焼チャンバーで燃焼させることができます。

自然吸気 FSI エンジンでは、クランクケース内の圧力は、エンジンの負荷と速度の変化に応じて増減します。 圧縮サイクルと排気サイクル中にシリンダーが上昇するときに、燃焼室からのガ​​スがピストンリングを通って漏れる可能性があります。 クランクケース内のオイルと燃焼ガスもピストンリングを通って燃焼室に吸い込まれる可能性があります。 FSI エンジンは圧力を管理するため、バルブにカーボンの堆積が形成されず、オイルがきれいな状態に保たれます。

アウディ V6 および V8 エンジンでは、ポジティブ クランクケース ベンチレーション (PCV) バルブは、300 ドル以上かかるオイル セパレーター システムに似ています。 オイルセパレーターは、V6 ではエンジンの谷にあり、V8 では吸気口の後ろ近くにあります。

これらのユニットには、制御ピストン、バイパスバルブ、二段圧力制限バルブ、ドレンバルブが装備されています。 バルブは連動して、オイルの除去と燃焼室内の圧力の制御に最適な条件を確保します。 オイルセパレーターはエンジン冷却液によって温められ、結露によるクランクケースブリーザーの凍結やプラスチックのひび割れを防ぎます。

オイルセパレーターの内部では、クランクケースからのガスがサイクロンと呼ばれる 2 つ以上の円錐形のチャンバーを通過します。 チャンバーは並列に接続されています。 サイクロンは蒸気を旋回させてガスからオイルを除去します。

流量に応じて位置を変えるバネ仕掛けのピストンがシステムを制御します。 2段階の圧力制御バルブによりクランクケース内圧を設定します。 バイパス バルブと制御ピストンは、サイクロンが最適なレベルで動作することを保証します。 風量が多すぎたり少なすぎたりすると、サイクロンは適切に機能しません。 空気の流れが多すぎると、バイパスバルブが開き、未処理のガスがエンジンに流れることになります。

分離されたオイルはサイクロンの下のオイルリザーバーに収集されます。 オイルドレンバルブが開かれるまで、オイルはリザーバーから排出されません。 オイルドレンバルブは、クランクケース内の圧力がバルブを下回っている限り閉じられます。 バルブは、バルブの上下の圧力状態が平衡状態にあるため、エンジンが非常に低い回転数で回転しているとき、またはエンジンが停止しているときにのみ、重力によって自動的に開きます。

バルブの詰まり、漏れ、固着によりオイルセパレーターが機能しない場合、エンジンの寿命は 2 つの面で影響を受けます。 まず、オイルが汚染され、スラッジやベアリングの問題を引き起こす可能性があります。 第二に、オイル消費量の増加により、吸気バルブにカーボンが堆積し、触媒コンバーターが損傷する可能性があります。

FSI V6 および V8 エンジンは、アウディの A シリーズ車および Q シリーズ SUV の多くに搭載されています。 FSI エンジンが適切に動作するには、すべてのコンポーネントが適切に機能している必要があります。 このように見てください。インテークマニホールドは肺であり、インジェクター、インテークバルブ、シリンダーは心臓です。 インテークマニホールドに問題がある場合、インテークバルブやシリンダー内の燃焼現象によって問題が拡大します。 このため、FSI エンジンのカーボン堆積、リーン コード、その他のドライバビリティの問題を解決する際には、総合的なアプローチを採用する必要があります。