本文重点介绍的是Porsche在新一代Cayenne中采用的技术：直接燃油喷射——DFI。这种燃油喷射替代了以前的进气管喷射，并对发动机和燃油系统进行了各种必需的改进。此外，还改进了进气系统和排气系统。
本文的内容包括
-对V6和V8发动机所做的更改
-按照新要求对燃油供应系统所做的调整
-直接燃油喷射的特点和优点
所有新Cayenne车型都对发动机进行了重新设计，与原来的车型相比，这些发动机的排量、功率输出和扭矩都从根本上得到了提高。这三种发动机还配备了Porsche直接燃油喷射（DFI）系统。DFI提高了效率并降低了废气排放量。
Cayenne的3.5升V6发动机可提供很大的转速范围。由于合适一种长冲程发动机，因此即便在低转速范围内也可获得较高的扭矩。
两款V8车型Cayenne S和Cayenne Turbo的4.8升发动机是全新开发的，重量分别减少了20公斤和14公斤。为此，曲轴箱的设计主要使用的是轻质合金（AlSi17Cu4Mg/ALUSIL）,并且减少了曲轴箱和油底壳的壁厚。
Cayenne发动机的活塞由铝合金制成，并且采用的是顶部凹坑式活塞。为减少摩擦力，V6活塞侧面涂抹了一层石墨，而V8车型的活塞覆层由铁（Ferrocoat）制成。
每种发动机的第一个和第二个气缸组的活塞都不相同。它们的不同之处在于气门凹坑的位置和燃烧室凹坑的设计。
由于V8自然吸气发动机和V8涡轮发动机的压缩比不同，因此Cayenne S活塞和Cayenne Turbo活塞的燃烧室凹坑的深度也不同。这两款车型上的活塞环总成相同。
Cayenne的汽缸盖是一种由铝硅铜合金制成的单一部件。该汽缸盖安装了链条驱动，并且还固定了高压燃油泵。两个气缸组的喷油器均位于汽缸盖的进气侧。
气缸1、3和5的喷油器孔都位于进气管法兰的上方。气缸2、4和6的喷油器都安装在进气管法兰的下方。
Cayenne S和Cayenne Turbo配有相同的由铝合金（AlSi7Mg）制成的汽缸盖和完全一样的凸轮轴附件。
为了确保换气循环正常并能够实现所需的气门升程调节，进口侧的凸轮轴轴承比出口侧的凸轮轴轴承高9mm。这样做是对进气口的优化设计。
新型Cayenne配备了以前Cayenne车型上常见的用于控制进气凸轮轴和排气凸轮轴的连续凸轮轴控制系统。该系统基于旋转阀式执行器工作：DME控制单元通过参考发动机转速和霍尔传感器信号确定凸轮轴相对于曲轴的当前位置（实际角度）。所需的角度通过已编程的图形值（发动机转速、负载和发动机温度）输入控制单元的位置控制系统中。当所需角度和实际角度之间存在差异时，DME控制单元中的控制器会根据需要操纵液压电磁阀进行调整。在进气侧调整角度保持在52°曲轴转角，在排气侧调整角度保持在22°曲轴转角。
Cayenne S和Cayenne Turbo的新增部件是已在跑车中成功使用的VarioCam升级版系统。这使得对进气凸轮轴的控制更加灵活，并且能够根据需要对气门升程进行调整。该系统还采用了按如上所述方式工作的旋转阀式执行器。进气侧的调整角度为50°曲轴转角（25°曲轴转角）。
由于装有VarioCam升级版和机械真空泵，且曲轴箱的下半部分完全是铝制的，因此CayenneS和Cayenne Turbo的机油流量很高。
必须使用更大且动力更强劲的机油泵，以提供所需的增长了的机油量。但是，使用这种机油泵需要非常高的能量，从而导致燃油消耗量增加。为了解决这一问题，使用了按需控制的机油泵。
哪个图片是正确的呢？
在因为要采用新式直接燃油喷射（DFI）技术而改进Cayenne发动机的过程中，对所有发动机活塞都进行了专门的设计。你能区分改进后的各种新式活塞吗？
为提高新款Cayenne发动机的效率，凸轮轴控制区域也已发生变化。你能告诉我们不太的凸轮轴控制选项吗？
在Cayenne V6上，两个气缸组的喷油器位于汽缸盖的进气侧。你记得不同气缸的喷油器位于什么位置吗？
考虑到无铅RON98/MON88高级燃油的性能和油耗，新一代Cayenne的发动机已经过优化。
使用额定辛烷值至少为RON95/MON85的无铅高级燃油时，点火正时由爆震控制系统自动调节。
燃油箱的最大容量约为100升。燃油储量约占此总量的12升。
缩写RON代表“research octane number”（研究法辛烷值），而MON代表“motor octane number”（马达法辛烷值）。
研究法辛烷值必须足够高，才能排除加速期间无法控制燃烧的可能性。MON低于RON的值。两种额定值的差异源于所用的方法论和测试发动机的不同运行条件。
新款DFI发动机的燃油供应系统分为低压系统和高压系统。低压系统从燃油箱延伸到汽缸盖处的高压泵。燃油根据需要供应到喷油器，而无任何回流。燃油供给量根据需要由第二个燃油泵的启动来控制，因此减小了燃油仍在邮箱中时的加热程度。
邮箱的左半部分比右半部分体积大。燃油箱两半部分之间的“鞍座”确保在燃油下降到特定油位之下时两室立即彼此分开。当到达邮箱的中间燃油油位时，左侧燃油泵启动，因为燃油箱的左半部分体积较大。
每个燃油泵都通过它自己的吸油燃油泵供应，吸油喷油泵用对角管路从油箱的另一半部分吸入燃油。
对于DFI发动机，低压端的燃油压力已上升到约5.5bar（以前约4bar）。为将更高的负载分散在两个燃油泵之间，需根据油箱加注油位将左侧或右侧燃油泵作为基准泵运行。
Cayenne V6的高压燃油泵（1）提供燃油喷射所需的高达120bar的压力。它是按需控制的，并使用油量控制阀根据发动机的需求调整燃油量。
高压泵通过两个分配轨（2）将燃油传输到两个气缸组的喷油器。气门由Motronic控制单元根据预设的点火顺序启动，并以40至120bar的压力将燃油直接喷射到燃烧室。
两个气缸组的喷油器均位于汽缸盖的进气侧。因此，气缸组1（1、3和5缸）的喷油器（3）穿过汽缸盖的进气道。这就要求它们比气缸组2（2、4和6缸）的喷油器（4）长。
为了补偿喷油器对进气道气流特性的影响，所有气缸的气门间距已从34.5增加到36.5mm。这可以防止喷油器在气缸进气过程中使气流偏转。
新系列发行时，所有Cayenne V8发动机的高压泵（1）上游都将带有燃油温度探头。但是长远来讲，探头会被DME控制单元中的温度模块所替代。与油量控制阀一起，DME控制单元根据指定的燃油需求和燃油温度调整喷油器上游高压端的燃油供应量。
在Cayenne S上，压力积聚和油量控制通过三活塞泵实现，其最大供给量在120bar时约为180升/小时。Cayenne Turbo使用六活塞泵，最大供给量约为245升/小时。
燃油通过高压管路（2）泵输送到中央燃油轨（3），随后分配到喷油器（4）。安装在高压轨上的燃油压力传感器（5）将高压燃油系统中的当前压力通知给DME控制单元。该控制单元评估该信号，并通过油量控制阀调整高压端的燃油压力。
电磁操纵的喷油器以40bar至120bar的压力将燃油喷射到燃烧室。
V8发动机与六缸发动机使用的高压喷油器不同。实际上，六缸发动机中安装有两种不同类型的喷油器。你能区分这两种不同的喷油器吗？
Cayenne V6有两个燃油轨。其燃油压力传感器安装在底部轨（气缸组2）上。然而，V8车型上的传感器如何呢？你能记住它的安装位置吗？
为达到高扭矩曲线，所有新款Cayenne车型的进气系统都已针对直接燃油喷射（DFI）进行了重新设计。
Cayenne配备了具有冲压管发动机进气的进气系统，而Cayenne S具有可变进气系统，Cayenne Turbo具有压力系统。
新开发的冲压管发动机增压系统从根本上提高了V6发动机的增压性能。最重要的是，这可以产生理想的扭矩曲线并提高动力。冲压管增压系统工作原理如下：
在发动机启动后至转速达到4200转/分期间，进气系统中的滑套（1）会切换到扭矩设置。通过滑套（行程方向进气口左前方）的位移可以看出这一点。将杆从真空（2）拉到（行程方向）左侧。滑套将关闭动力收集器（3）的反射点，并且因此而激活扭矩收集器（4）的反射点。扭矩设置中有效的冲压管长度约为610mm。
当发动机转速超过4200转/分时，系统将通过打开滑套来切换到动力位置。然后将杆从真空室拉到（行程方向）右侧。滑套打开动力收集器的反射点，这将使长度约为235mm的短冲压管开始发挥作用。
如果缺少任何执行脉冲，则系统会保持动力设置。
Cayenne S进气系统的一项新功能是进气系统内具有可以改变进气管长度的切换机构。该功能使进气系统结合长进气管（在低转速范围内获得高精确输出）的有点。根据进气管活门与经过优化的进气管几何结构结合的设置，将获得较高的扭矩曲线。
DME控制单元操作电动气动转换阀，使膜片室（1）变为真空。两个气缸组的活门（3）曲轴（4）操作，而轴）操作，而轴又通过连杆（2）同步。在扭矩设置中，长进气管在长度约为538mm、转速高达4150转/分时处于活动状态；在动力设置中，短进气口在长度约为284mm、发动机转速超过4150转/分时处于活动状态。
如果未操作电动气动转换阀，则进气管会保持动力设置。
与Cayenne S的可变进气系统类似，新型Cayenne Turbo的压力系统也采用塑料制外壳结构。压力系统的外壳由三部分组成，其下方外壳与可变进气系统的相应部件完全相同。例如，它也是由塑料制成，以保证重量较轻。
与V8自然吸气发动机不同的是不需要风门，因为增压效果由两个涡轮增压器来实现。因此在整个过程中，使用低损耗的短进气管即可有效地发挥作用。
与4.5升发动机相比，4.8升涡轮增压发动机的压力系统可使其重量减轻大约1.5kg。
每一款Cayenne都配备有完全适合其发动机特性的进气系统。Cayenne S进气系统具有特殊的切换机构。你熟悉该系统的部件吗？
在Cayenne Turbo上，有一个传感器负责检测增压压力和进气温度。此传感器的准确位置在哪里？
对于新一代Cayenne发动机，Porsche首次采用直接燃油喷射（DFI）。这相对于进气管喷射具有许多优势。
在进气口喷射中，燃油首先喷射到进气口，然后才进入燃烧室。因此，气体一部分在进气口混合，一部分在燃烧室中混合。在进气过程中，部分燃油沉淀在汽缸壁和气门上，因而无法再参与燃烧。低温起动发动机时这一情况尤其突出，并且必然消耗比燃烧所需更多的燃油。
在直接燃油喷射中，燃油直接喷射入燃油室，因此气体几乎全部在燃烧室中混合。这样做的优点还包括油耗减少以及在各种发动机运行状态下进行良好的控制。
现在我们详细了解一下DFI的工作原理。
新型Cayenne的直接燃油喷射（DFI）系统是基于均匀化操作而工作的。
在均匀化过程中，燃油以最高120bar的压力直接喷射入燃烧室。喷油器的喷射角度和圆锥角度经过优化，能够在整个操作过程中获得理想的一致性。燃油油束在喷油器内围绕纵轴旋转。这种旋转可以形成锥形油雾。这可以产生细微的颗粒，从而使燃油更快地蒸发。
燃油蒸发时从空气中吸收所需的热能，从而使空气冷却。这就减小了气缸中空气的体积，因而会通过打开的进气口吸入额外的空气，从而提高气缸增压压力。
温度的降低还为所有新型Cayenne发动机的更高压缩比的产生创造了必要的条件，并提高了爆震灵敏度。由于压缩比更高，因此发动机的热效率也得以提高。
所谓的高压分层进气点火是DFI系统采用的技术，旨在优化冷起动时的油耗和排放。这种喷射会在发动机起动过程中压缩冲程即将结束时，将燃油喷射入特殊成形的活塞顶部凹坑。活塞顶部凹坑可确保通过油路将燃油直接输送到火花塞。这可以在火花塞周围产生分层，进而产生可点火的混合气体。
发动机起动后，发动机管理系统切换到催化转化器预热阶段：为了确保催化转化器尽快达到最佳操作温度，在进气口关闭的情况下并且在压缩冲程即将结束时，第二次将燃油喷射入活塞顶部凹坑。然后再进行点火。这提高了废气排放温度。
双喷射总是发生在较高负载范围，最高为中等发动机转速（3500转/分）。燃烧所需的油量通过两个连续的喷射过程提供。在较高负载范围内，两次喷射都发生在进气口处于打开状态下的进气冲程（同步进气喷射），因而保证了节省燃油所需的均匀化。
所有Cayenne车型上的发动机控制都由新开发的控制单元来执行。
-Cayenne中使用来自Bosch的新DME MED 9.1控制单元控制发动机。该控制单元已针对直接燃油喷射（DFI）和V6发动机改进的特性进行特殊配置。可以使用各个国际/地区针对Cayenne V6的具体数据记录对其编程。
-Cayenne S和Cayenne Turbo上安装了Siemens新开发的DME EMS SDI 4.1控制单元。该控制单元已经过特殊设计，能够满足使用直接燃油喷射和VarioCam升级版的要求。
此处要特别注意的是对喷油器的控制，喷油器是直接燃油喷射系统的中心部件。可以使用各个国家/地区针对Cayenne S和Cayenne Turbo的具体数据记录对DME控制单元编程。
在直接燃油喷射中，无论进气门处于什么位置，燃油都可以喷射入燃烧室。这样可以非常灵活地控制喷射时间，例如在发动机起动阶段或较高负载范围。你认为以下有关DFI的叙述是对还是错？
有关可变喷射的另一道题。
为同时获得最大性能和最小排放，所有新款Cayenne车型的排放系统都已针对直接燃油喷射进行了重新设计。
整个排放系统包括
-2个预催化转化器
-2个初级催化转化器
-预催化转化器上游的2个氧传感器（LSU）
-预催化转化器下游的2个氧传感器（LSF）
为了使排放尽可能低，将催化转化器快速升温至最佳工作温度是非常重要的。为此，所有Cayenne车型的排气歧管都非常短，以便用高排气温度加热催化转化器。
Cayenne V6的废气首先通过排气歧管输送到两个与催化转化器（1），在那里将初步对污染物进行清除。排气质量由预催化转化器上游的氧传感器（LSU）（2）和预催化转化器下游的氧传感器（LSF）（3）监测。
然后，预清理的废气流经两个退耦元件（4），继而流入初级催化转化器（5）（现在双配置中也已安装）。
初级催化转化器之后是前消音器（6）。该消音器内有一个连接部分，将两根排气柱的排气管连接在一起。改进后的气体循环对低转速下的扭矩曲线具有积极影响。
伺候，废气沿两个分支流到后消音器（7），然后经过带装饰件的排气尾管（8）排除。沿两个分支输送废气可减小排气背压并协调排气系统中的废气振荡，从而改进气体循环。
新款Cayenne S中使用的是增强型排气系统。
通过改动排气歧管中管的布置，扭矩已得到显著增加。重新设计了排气管和缩短的气隙绝缘排气歧管之间的连接部分，减少了热量的聚集，从而可以更快地加热催化转化器。
其他措施还有助于减少重量，例如，使用新款预催化转化器（1）和薄壁歧管。
与Cayenne相比，Cayenne S上的初级催化转化器（2）位于紧接退耦元件（3）下游的位置。由于Cayenne S不带前消音器，因此可直接看到连接部分（4）。
有史以来第一次，新款Cayenne S可选装运动型排气系统（仅与Tiptronic S结合使用）。运动型排气系统使用标准“Sport”（运动）按钮来设置。
运动型排气系统的状况通过考虑负载、车速、转速和档位这些参数来控制。与标准排气系统一样，运动型排气系统的消音器之前也由两个预催化转化器和两个初级催化转化器组成，而它的两个排气管在初级催化转化器下游的连接部分相互链接。该系统是通过两个膜片盒（1）切换的，而这两个膜片盒通过真空管路（2）激活。
运动型排气系统经过改装的消音器（3）可产生有力且圆润的V8典型声音。左右两侧的两个排气尾管（4）分别连接有漂亮的由镀铬不锈钢制成的双排气尾管装饰件。
这一排气尾管设计沿袭了新款Cayenne Turbo的标准双排气尾管。但是，连接肋的独特外观是装有运动型排气系统的Cayenne S所特有的。从视觉上看，排气尾管极美观地结合在Cayenne S的后裙板（交付时包括在内）中。
注意：装有运动型排气系统的车辆的越野用途（涉水深度）收到限制。
与以前的Cayenne Turbo车型相比，其排气系统经过了改装，以便与新款DFI发动机配合使用。与以前的车型相比，双壁气隙绝缘排气歧管的内部设计已获得进一步改进。
与配备自然吸气发动机的两个车型相比，Cayenne Turbo的排气尾管带有双排气尾管装饰件（1）。
Cayenne Turbo的两个涡轮增压器平行排布。为满足4.8升DFI发动机的空气需求而采用的低进气管进气量、短排气歧管和重新设计的涡轮增压器可确保良好的响应度。与以前的4.5升涡轮发动机相比，此径向涡轮的尺寸已扩大。
节气门上游的压力传感器用信号将增压压力通知给DME控制单元。DME控制单元按照由当前所需增压压力和实际增压压力得到的特定脉冲控制系数，操纵行程阀控制增压压力。这将调整控制压力，然后控制压力通过压敏元件调节涡轮增压器上的旁通阀（废气旁通阀），进而控制增压压力。
可为Cayenne S选装专门的运动型排气系统，该系统进一步突出了此款车辆的动态特性。你能在看过之后记住此选装系统吗？
从发动机的燃烧室排放的废气经过长距离输送到车辆后部的排气尾管。你知道它们所经过的路线吗？
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