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本文目录导读：
随着汽车技术的不断发展，发动机作为汽车的心脏，其性能和结构也日益受到关注，我们将深入探索奥迪L5发动机的奥秘，通过模型图解的方式，详细解读这款发动机的独特设计与卓越性能。
一、奥迪L5发动机概述
1、基本介绍：奥迪L5发动机是奥迪公司研发的一款直列五缸涡轮增压发动机，具有高效、紧凑的特点，它首次亮相于2009年，并在随后的几年中不断升级和完善。
2、历史背景：奥迪L5发动机的历史可以追溯到1976年，当时奥迪推出了搭载100kW 2.1L自然吸气发动机的奥迪100 5E，在进化过程中，奥迪开发了多款衍生产品，并逐步引入涡轮增压技术，2009年，奥迪TT RS上的第一代L5发动机以涡轮增压的形式重新走入视野，标志着这款发动机进入了一个新的发展阶段。
3、现状与地位：奥迪L5发动机主要应用于奥迪TT RS和RS3等高性能车型上，以其卓越的动力性能和操控体验赢得了市场的广泛认可，它也成为了奥迪品牌高性能系列的代表之一，与奔驰AMG和宝马M并列为三大性能系列。
二、奥迪L5发动机技术亮点
1、轻质材料应用：第二代L5 TFSI发动机在设计上进行了大幅度革新，通过广泛使用轻质材料显著减轻了重量，这些轻质材料包括全铝发动机缸体、镁合金的油底壳以及轻量化优化的曲轴和链传动系统等，这些措施不仅提高了发动机的响应速度，还降低了整车的能耗。
2、先进冷却与燃油喷射系统：为了改善扭矩特性，第二代L5 TFSI发动机采用了全新涡轮增压器并调整了奥迪专利Valvelift系统（AVS），它还配备了电子开关冷却水泵实现复杂热管理，从而在暖机阶段切断进入发动机的冷却水，经典的组合FSI/MPI燃油喷射系统也进行了调整，以符合未来的欧6排放标准，双喷射模式的灵活性可以降低颗粒物排放，减少燃油消耗。
3、紧凑设计：由于采用了单轨带传动和较窄的正时链条，第二代L5 TFSI发动机的总宽度与前代相比又缩短了2.5 mm，绝对宽度只有493mm，让L5 TFSI发动机的宽度与传统的L4发动机保持一致，这种紧凑的设计使得发动机更容易安装在横置前驱车上。
三、奥迪L5发动机缸体设计
1、材质与制造工艺：发动机缸体由铝合金AlSi7MgCu0.5制成，采用结合旋转铸造的重力铸造方式进行制造，铝合金的主要优点是能够改善燃烧室内的热排放，从而在该发动机119 kW/L的升功率输出下保证点火稳定性（无爆震）。
2、强度提升措施：为了提高轴承座的强度，GJS700主轴承盖在安装面上进行激光加工，为了降低轴承座的张力，也适当增加了摩擦系数，轴承盖主体采用双螺栓连接，并通过交叉螺栓固定在内部轴承座上，曲轴箱通风系统经过重新设计，进一步提高了轴承座的强度，上一代发动机曲轴箱通风管直接穿过轴承座，这一代通风管通过链条箱进入气缸盖，在油气分离方面也进一步完善。
3、APS涂层技术：APS（等离子喷涂）气缸涂层方法首次应用于奥迪车型，铁碳涂层与珩磨技术相结合，提高了整体耐磨性，由于气缸间隙宽度为5.5 mm，涂层厚度约150µm，这种方法使气缸之间的冷却成为可能，与灰铸气缸设计相比，使用APS涂层可将气缸内壁温度降低30℃，APS涂层是奥迪自己的配方，在涂覆涂层之前，气缸壁进行粗糙化处理，随后的铁碳涂层在等离子火焰的高温下熔融，喷涂粉末和基体之间形成了有效粘结。
四、曲轴连杆机构与机油泵
1、曲轴设计：该发动机升功率较高（119kW/L同级别少见），燃烧室高压对曲柄传动系统有更高的强度要求，曲轴由MoS42Cr4材料锻造而成，支承点采用感应淬火工艺，进行局部硬化并轧制，曲柄销上增加钻孔，底销开槽以减轻重量，主轴承盖直径已从58mm减至52mm，以减少摩擦并优化润滑油量，虽然设计尺寸更小，进行了8%的轻量化，可曲轴设计的扭转强度依然提高了24%。
2、活塞与机油泵：冷却通道活塞首次用于奥迪汽油发动机，这使活塞顶面温度可以降低30℃，在活塞杆上实现了与活塞杆的最大承载力相同的活塞环，为了在活塞销和连杆孔处实现最佳的载荷承载能力，使用了MoN纳米涂层技术，扭振减振器由铝合金制成，采用成型工艺制造，阻尼单元由浸没在机油中的铸造金属环提供，外壳上额外的散热片确保能量被吸收，可将零件温度降低20℃，另外一个轻量化的重点零件是油底壳，油底壳采用了奥迪内部铸造厂的MgALRE-2合金制成，设计重点在于通过轴承盖上的附加螺栓配件，实现与发动机缸体连接的最大刚度，机油挡托盘内置于油底壳中，重新设计的机油流量管理和发动机通风技术能够让此车型满足赛道要求，而不需要干式油底壳概念，发动机也经过优化，在1.3 g的横向加速度下能够正常运行。
五、链传动系统
1、两级正时驱动：该发动机的两级正时驱动采用两种不同的链条类型，机油泵集成在主传动路径中，采用了可变流量控制叶轮泵用于减少机械损失，两套传动装置均配有液压阻尼链条张紧器，将燃油泵布置从传统的气缸盖移动到链条驱动中，能够对凸轮轴相位调整带来显著优势，燃油泵与发动机缸体的直接连接也提高了整体的刚性，同时为将来高压直喷系统提高压力提供了准备，主传动中的链条是一个齿形链条，具有经过摩擦优化的托架轮廓，二级传动采用滚子链，与之前的几何结构相比，使用两个8mm链条减少了链条总长度，同时保持了相等的强度特性。
六、奥迪VALVELIFT系统气缸盖
1、气缸盖优化：对于第二代L5 TFSI，气缸盖进行了重新优化，为了密封燃烧室并承受峰值压力负荷，安装了强度等级为14.9的超高强度气缸盖螺栓，以及一个五层气缸盖垫圈，高排气量的技术指标也迫使使气门杆密封件集成到气门弹簧支架中，主要优化涉及凸轮轴轴承，该发动机第一次将它们完全集成到缸盖罩中，除了有助于安装外，这还允许绝对绝热，因为冷却液不再通过轴承座。
1、：奥迪L5发动机以其独特的设计和卓越的性能，在汽车市场上独树一帜，无论是从轻质材料的广泛应用、先进的冷却与燃油喷射系统，还是紧凑的缸体设计和高效的链传动系统等方面来看，这款发动机都展现了奥迪在汽车技术领域的深厚底蕴和创新能力。
2、展望：随着汽车技术的不断发展和环保法规的日益严格，未来发动机的发展将面临更多的挑战和机遇，我们期待奥迪能够继续发挥其在发动机技术上的优势，不断推陈出新，为消费者带来更加高效、环保、智能的汽车产品。
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