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2024-07-12 06:35:28| 来源: 网络整理| 查看: 265

A6L采用此款发动机的车型有：2012-2018款，2.5/2.8L 30/35FSI，3.0T 45/50TFSI

大众奥迪系列3.0T机械增压发动机至今发展到第四代，本文对第4代3.0L升V6TSI发动机-EA837进行技术层面解析，希望对广大车友有所帮助。

一、技术概要

第4代3.0L-V6-TSI发动机EA837最重要的特征如下：?符合EU6排放标准?V型6缸发动机，带电磁离合器控制的皮带驱动式机械增压器?供油系统结合了直喷和进气歧管喷射两种喷射模式，排放和油耗水平更佳?进气和排气侧凸轮轴持续调节

1.1 第3代3.0L-V6-TSI发动机具备优良的外输出特性和出色的瞬时响应特性，第4代发动机进行升级的目的是在保持原有特性的同时，显著降低油耗和排放。这是通过以下主要措施实现的：?降低发动机的摩擦优化链条传动机构通过降低预应力优化活塞环套件，同时改善了机油消耗降低凸轮轴轴承的摩擦力；?通过引入电磁离合器，实现了针对机械式增压系统的“按需增压”；?高度灵活的喷油策略，可允许高压喷射和低压喷射混合运行；?燃烧过程的组件进行了进一步优化。

1.2 相较于第 3 代 3.0L-V6-TSI 发动机有以下具体的改进：?带中空钻孔曲轴销的曲轴，嵌入式灰口铸铁气缸套，活塞形状改变；?采用了可控式机械增压器（罗茨增压器）；?增加了进气歧管喷射；?增加了排气侧凸轮轴调节；?将发动机机油冷却器（可控式）移到发动机背面，油底壳和后部发动机盖（密封法兰）进行了调整；?链条传动进行了修改，链条更短更轻；?仅在一个气缸列上有曲轴箱排气；?带改进型（可控式）泵轮的冷却液泵；?采用 Terophon 涂层的正时链盖板；?用于降低摩擦和重量的组合措施。

二、技术概要-技术数据（允许使用 92 号普通无铅汽油，但是功率会有所降低）2.1 扭矩-功率曲线

三、发动机机械结构3.1 气缸体和油底壳

3.2 部件和更改一览

3.3 带有机油滤清器和机油冷却器的密封法兰

在发动机背面，机油冷却器与立式机油滤清器模块连同密封法兰一起，构成了一个完整的部件。

3.4 曲柄传动机构

曲轴为锻造件，为了减轻重量缩小了曲柄臂直径，并在曲轴销上钻了一个孔。连杆是带有铜衬套的裂解连杆。

3.5 活塞

新型活塞是燃烧室全新设计的一部分。目标是减轻重量、降低油耗及排放，尤其是颗粒物的含量。进行了以下更改：?通过对于活塞毛坯的重新设计，减轻了重量，降低了惯性力；?减小了挤压缝隙（活塞底及活塞顶距离气缸盖的距离），压缩比提高至10.8（第 3 代发动机：10.3）；?降低了活塞环上的切向力，减少了摩擦；?全新设计的刮油环减少了机油消耗；?石墨涂层减少了摩擦。

3.6 曲轴箱排气和通风

该系统的设计负压为 150 mbar,曲轴箱排气仅通过一个气缸列进行,粗分离在气缸盖罩的一个迷宫结构中进行。粗分离器和机油分离器模块之间的排气管之间装有一个隔离层，这样就可以避免泄漏气体中的碳氢化合物凝结。通过系统的改进实现了以下目标：1.降低了噪音值2.改善了发动机的怠速性能。

曲轴箱通风采用来自空气滤清器后方的空气，它通过机油细分离器上的管路接头被输送到曲轴箱，为改善噪音问题，在管路系统中装入了一个塑料螺旋线。如果曲轴箱内碳氢化合物比例过高，可能会使发动机的怠速性能恶化，通过曲轴箱通风系统截止阀 N548可以改善怠速性能。当空燃比控制识别出曲轴箱排气中碳氢化合物比例过高时，它便会在怠速状态下关闭通风管路。曲轴箱通风系统截止阀 N548 的促动通过发动机控制单元的 PWM 信号进行。在未通电状态下，它是完全打开的（“故障安全位置”）。

3.7 负压供应

发动机正面的真空泵通过左侧气缸列的进气凸轮轴进行驱动。促动负压的电磁阀布臵在发动机背面。以下系统通过负压促动：?二次空气系统（2 个组合阀）?进气歧管风门?可开关式发动机机油冷却器?可开关式冷却液泵！提示真空管路和电气插头务必正确对应，绝不允许混淆。

3.8 皮带传动

发动机配备了2个独立的皮带传动机构。辅助机组驱动系统用于驱动发电机、可开关式冷却液泵和空调压缩机。压缩机的驱动由单独的皮带传动机构承担。但是由于压缩机的可开关性，需要在皮带张紧器上有更高的张力。?压缩机皮带传动机构的传动比 1 = 2.5 ！提示：压缩机的多楔带有规定的更换周期，参见有关保养内容的表格。

3.9 链条传动机构

3.10 凸轮轴调节装置的结构

技术特征?三阶椭圆链轮，凸轮轴调节阀带有牢固的滤网滤芯，以防止疲劳断裂?进气侧 50° 曲轴角调节范围（第 3 代：42°）?排气侧 42°曲轴角调节范围！提示：进气凸轮轴在电磁铁不通电时处于滞后位置，而排气凸轮轴则处于提前位置。

激光加工的表面

为了能通过螺栓连接实现更好的扭矩传递，凸轮轴端面的表面采用了激光加工。在首次与铝合金凸轮轴调节器通过螺栓连接时就形成了相应的结构。！提示：务必要注意，在松开螺栓连接后，需使用新的螺栓。

3.11 缸盖

缸盖结构（以气缸列 1 为例）

图示说明：1 气缸盖罩2 凸轮轴轴承架（梯形架）3 霍尔传感器 G404 凸轮轴调节阀 1 N2055 排气凸轮轴调节阀 1 N3186 保持阀7 带有凸轮轴调节器的排气凸轮轴8 带有支撑元件的滚轮拖杆9 气门锁销10 气门弹簧座11 气门弹簧12 排气门13 燃油高压泵14 滚子挺杆15 燃油高压泵驱动系统外壳16 霍尔传感器 2 G16317 密封件18 燃油高压泵驱动凸轮19 燃油低压轨20 气缸 1 – 3 的喷油阀 2（低压）

N532 – N53421 进气管风门模块22 带有凸轮轴调节器的进气凸轮轴23 二次空气系统组合阀24 气缸盖25 气缸 1 – 3 的喷油阀（高压）

N30 – N3226 燃油高压轨27 发动机温度调节的温度传感器 G69428 气缸盖密封件

正时链盖板

正时链的盖板通过螺栓与气缸盖连接，并用密封胶进行密封。盖板外侧带有耐高温的隔绝材料 Terophon 涂层，以减少链条运行噪音。所喷涂的 Terophon 涂层厚度约为 3 mm。

四、润滑系统4.1 机油循环概览

气缸体内安装了活塞冷却喷嘴。其开启压力约为 2.5 bar；关闭压力约为 2 bar。它通过受弹簧力作用的球阀进行控制。

4.2 机油泵机油泵采用带有调节滑块的两档式叶片泵。

低压工况

机油压力调节阀 N428 由发动机控制单元进行开关，由此打开通往控制面 2 的通道。泵所产生的机油压力现在作用到两个控制面上，并将调整环进一步扭转,泵腔变小,由此减少输油量,油压下降,机油泵以较低的驱动功率运行。从而降低了消耗。在低压工况下，机油压力约为 1.5 bar。如果机油压力调节阀 N428 的电动促动失效，机油泵便会持续以高压力水平进行输送。

高压工况

当发动机转速逐渐提高后，将切换到高压档。此时，机油压力调节阀 N428 被关闭。这样，调整环控制面 2 上的机油流便被中断。此时，调节弹簧将调节环推回,机油泵的内室因此扩大,机油泵的输送功率上升，油压被调节到高压力水平,从控制面 2 被压回的机油通过 N428 排入油底壳。当发动机转速降低后，油压在延迟 5 秒钟后被重新转换到低压力水平。在高压工况下，机油压力约为 3.3 bar。为防止系统油压过高（例如在当机油温度很低，非常黏稠的情况下），在泵中集成了一个安全阀。它能在11bar（相对）时打开。

4.3 可开关式机油冷却器

机油冷却器旋接在密封法兰上。机油管路的密封通过由弹性体制成的成型密封件进行。流经机油冷却器的冷却液流会根据需要通过一个由负压促动的调节元件进行控制。

4.4 机油滤清器模块

机油滤清器模块是位于发动机背面的密封法兰（链盒盖）的一部分。来自机油泵的机油先流经机油冷却器，然后在机油滤清器中得到清洁。然后它被导向发动机的润滑部位。

更换机油滤清器

在将机油滤清器壳松开数圈后，回流阀便会自行打开并开启一个通道，让机油可以从机油滤清器壳流入油底壳。该回流阀由张紧卡箍的弹簧力保持关闭状态。当机油滤清器壳与机油滤清器模块牢固旋接后，张紧卡箍便会在机油滤清器滤芯上方夹紧。

！提示：在机油滤清器更换过程中，即在安装新的滤芯之前，必须检查张紧卡箍的位置是否正确。如果回流阀未能通过张紧卡箍进行正确地密封，便不能建立机油压力。

该发动机使用仿真的机油油位显示, 不再使用之前的机油尺。用户只能通过组合仪表获知机油油位警告信息, 通过中控台内的信息娱乐系统显示屏显示机油油位。按下信息娱乐系统中的按钮“Car”触摸功能键 “本车状态 ”,向下选择，机油油位就可以显示出来了。

按照超声波原理工作的机油油位和机油温度传感器 G266发出的超声波脉冲会被机油与空气的临界层反射回来。根据发出与返回脉冲之间的时间差以及声波速度来确定机油油位，也可以测量机油的油温。传感器发送数字信息SENT给控制器。

4.5 机油油位的测量

有两种方法可以监控机油油位，即静态测量和动态测量

静态测量的条件：点火开关打开发动机仓盖触点必须接通发动机机油温度＞40℃发动机停机超过60秒此外还必须参考SARA提供的加速度值以确定汽车的水平状态和驻车制动器的信号以确认汽车静止。

动态测量需要参考的因素有：发动机转速SARA提供的横向加速度值和纵向加速度值发动机仓盖触点必须接通（需在上一次触点接通后行驶50KM以上）发动机水温

动态测量在以下情况下会中断：加速度值大于3m/??2机油温度高于140℃发动机仓盖触点开关F266打开

五、空气供给和机械增压

5.1 增压器模块（罗茨式增压器）

5.2 压缩机电磁离合器N421压缩机的电磁离合器N421 作为单独的模块，旋接在压缩机的右侧转子轴前部。它承担了接通或关闭压缩机的任务。

！提示：电磁离合器可在维修工作范围内单独进行更换。

电磁离合器，用于压缩机N421，离合器切换按照2次/Km，设计寿命600,000次。

电磁离合器断开– 压缩机关闭

在中低转速范围以及在发动机负荷较低时，电磁离合器不会被促动，处于打开状态，在转子盘和衔铁盘之间，有一个空隙，至转子的动力传递中断。此外，调节风门被关闭,整个发动机空气流量都流经转子，这样转子便能以较低的转速转动。

电磁离合器接合– 压缩机接通

电磁离合器由发动机控制单元通过PWM 信号促动（电流调节）。电磁力克服片簧力将衔铁盘拉到转子盘的摩擦片上。摩擦建立，压缩机的转子被驱动。

5.3 压缩机的开通/关闭

上图是压缩机开关的特性图。

通过一个复杂的开通和关闭策略，确保了压缩机最大的关闭比例。压缩机在发动机处于部分负荷时被断开，因此可降低油耗。最重要的参数主要包括由驾驶员所要求的发动机扭矩和发动机转速。此外还受其他因素的影响。

切换舒适性：为了实现这一点，一方面离合器通过电流控制实现尽可能柔和的动作，另一方面又能通过对于节气门和空气循环风门的促动，将气流导向转子令其保持转动。这样，便可令压缩机的接通过程更加柔和。

电流控制：接通压缩机始终会导致曲轴扭矩降低。在短时间内有一个最高可达70 Nm 的最大动态扭矩，驾驶员会察觉到车辆出现明显的离合冲击。为了在所有运行点都确保尽可能最佳的行驶舒适性，离合器采用了PWM信号控制。这样便可以对切换时间进行调整。切换时间可根据驾驶员的输入在100 – 1500 ms 的范围内变化。在车辆动态加速时，只需要较短的离合时间。

在电磁离合器切换期间和之后，通过对于节气门、旁通风门进行有针对性的促动，并针对运行状态提高压缩机转速（舒适= 转速提高慢；动态=转速快速提高），实现发动机扭矩的舒适提升。

5.4 机械增压器转速传感器G688

压缩机转速传感器是一种霍尔传感器。该信号被用于计算离合器的切换时间和监控离合器功能。发动机控制单元在电磁离合器切换时通过传感器信号确定压缩机转速。

诊断：除了有关断路或短路以及信号的一般传感器诊断功能之外，它还能识别出以下离合器故障状态：? 在出现MIL 和EPC 故障时, 参照曲轴转速来检验压缩机转速的可信度（变速比：i = 2.5）? MIL 信号故障

传感器失效：失效时离合器不会受控接通，即它的接通和关闭会变得直接而生硬。在出现故障时，会能察觉到离合器的切换。

离合器保护：如果离合器频繁地换档，会由于摩擦的原因加剧发热，温度过高会损毁离合器部件。但是并没有传感器来进行温度监控。为了保护离合器，在发动机控制单元内根据转速差和加速时间计算出一个“压力因子”，并将它存储在一个模型中。由此得出部件的温度。如果压力因子超出了规定的阈值，便会针对某段时间发出禁止离合器分离的指令。接合的部件转动且与外壳没有连接，这样便使离合器可以将所产生的热量排出。

注意：在发动机转速缓慢上升至3000转时，发动机有较明显的声音，源于压缩机的离合器在结合点附近与分离弹簧片的相互作用使得离合器似结合非结合时而产生的声音，可以跟客户解释为正常声音，不必维修，不影响压缩机寿命。

六、冷却系统

可开关式冷却液泵，可在创新的热能管理范围内，实现“静态冷却液”功能。由于机油冷却器位于发动机背面且它的冷却液输入可以关闭，因此增加了相应的管路和一个截止阀。冷却液截止阀由发动机机油冷却器阀N554 通过负压进行操纵。

6.1 系统一览

1 用于暖风系统的前部热交换器2 用于暖风系统的后部热交换器3 排气螺栓4 节流阀5 自动变速箱油冷却器6 右侧增压空气冷却器7 气缸列1 气缸盖8 发动机机油冷却器9 气缸列2 气缸盖10 左侧增压空气冷却器11 冷却液补偿罐12 液冷式发电机13 可开关式冷却液泵14 冷却液调节器15 冷却液截流阀16 止回阀17 冷却液散热器18 增压空气冷却回路前部散热器19 增压空气冷却回路左侧散热器20 引流泵

G62 冷却液温度传感器G694 发动机温度调节系统温度传感器J293 散热器风扇控制单元J671 散热器风扇控制单元2N488 变速箱冷却液阀门V50 冷却液循环泵V188 增压空气冷却泵

无冷却液流动：挡板被推到泵的叶轮之上，通过负压克服弹簧力进行移动。这一工况的条件是冷却液温度低于30 °C。

输送冷却液：在关闭了负压供给后，冷却液流便会激活。此时，挡板被弹簧力拉回。

循环特征:? 接通和关闭持续1 秒钟时间? 这一循环依次进行多次? 循环之间的间隔约为7 秒钟

这样，来自发动机的高温冷却液便能缓慢地与低温冷却液进行混合。当接到加热要求时，泵便会立即被接通。

6.2 可开关式冷却液泵

负压促动

由冷却液循环电磁阀N492 为冷却液泵接通负压。它由发动机控制单元促动（通过特性图计算）。促动通过一个PWM 信号进行。这时，挡板被移动到冷却液泵的叶轮上方。它只能被接通或关闭。

当阀门无电流或者失灵时，无法调节冷却液流，因为挡板受弹簧力作用被保持在压回的位置上（最大冷却液流量）。

? 在负压触动状态下出现失灵：达到发动机工作温度的速度会减慢。

? 在负压关闭状态下出现失灵：冷却液温度上升到不允许的高度，因为冷却液泵

不能进行输送。冷却液温度指示灯以及废气警告灯K83 被接通。

6.3 节温器

节温器通过交替打开大小循环冷却回路，以控制发动机冷却液的温度。

6.4 发动机机油冷却器的冷却液截止阀

冷却液可根据需要流经发动机机油冷却器。冷却液是否流向机油冷却器由冷却液截止阀进行控制。阀的打开和关闭通过弹簧力和负压实现。负压促动通过一个电磁阀，即发动机机油冷却器阀N554 进行。

无冷却液流动

通过发动机控制单元促动发动机机油冷却器阀N554 后，冷却液流中断。这样负压便会作用到冷却液截止阀的膜片上。带有连杆的膜片在克服弹簧力后被向上拉起。现在通过连杆内的机械机构将旋转滑阀封闭。通向发动机机油冷却器的冷却液流便会中断。

冷却液流动

在关闭了负压后，冷却液流便会被激活。发动机机油冷却器阀N554 不再被促动。截止阀打开，使得冷却液能流向机油冷却器。

2.5 电动冷却液循环泵V50该泵用作暖风热交换器的循环泵，它为发动机的冷却液泵提供辅助，以确保有足够的冷却液流经热交换器。促动和诊断通过Climatronic 全自动空调控制器J255进行。利用PWM 促动，可针对不同的需求对泵功率进行调整。在泵运行时，已加热的冷却液通过泵V50 以及通过机械式冷却液泵，从气缸盖流经暖风热交换器，然后返回发动机。这样，便消除了机械式冷却液泵的溢出情况。该泵在以下情况接通：? 点火开关已接通，并根据冷却液温度和空调器上的设置（例如暖风要求）? 选择功能“除霜”? 为保护发动机：

在此，V50 用作发动机关闭后的延时运行泵。是否接通和泵的运行时间都取决于此前的行驶状态和发动机的热状态。通过泵的促动使冷却液的流向逆转。这样，便会同时令流经主水箱的方向也发生逆转。

6.6 增压空气冷却泵V188

增压空气冷却泵V188 通过一个PWM 信号由发动机控制单元进行促动。这样，泵的输送功率便能够根据冷却回路中不同的热力学条件进行连续调整。增压空气冷却泵V188 通电后，它便会进行自诊断，然后等待发动机控制单元J623 为增压空气冷却泵V188 发出的PWM 信号。一旦泵收到来自发动机控制单元的这个信号，便会转入受控运行。增压空气冷却泵V188 的诊断通过发动机控制单元进行，所需的故障存储器条目存储在发动机控制单元内。

6.7 变速箱冷却液阀N488

变速箱冷却液阀N488 控制发动机的冷却液流向变速箱油冷却器。电磁阀根据需要由发动机控制单元进行促动。如果它未被促动，便会通过机械弹簧力打开。在发动机起动时关闭。

七、燃油系统7.1 发动机上的双喷射系统

7.2 排放要求从2014 年9 月起，欧洲排放标准EU 6 生效。在汽油发动机方面，首先必须降低颗粒物的排放。为了达到这一目标，通过有针对性地采用MPI 喷射系统，使颗粒物排放显著降低。

MPI 喷射系统：燃油轨布置在增压模块的左右两侧。它们由塑料制成。管路从油轨开始分叉，通向MPI 喷油阀。它通入到相应的进气歧管内，进气管风门之后。油轨的燃油供给从燃油高压泵的冲洗接口进行。这样，燃油便会在MPI运行模式下流经该泵并得到冷却。

TSI 喷射系统：高压燃油泵通过气缸列1 的进气凸轮轴上的三重凸轮进行驱动。它根据转速和要求（特性图）产生一个100 至200 bar 的系统压力。

7.3 燃油系统一览

7.4 组合式喷射装置除了直接喷射之外，还集成了MPI 系统，它具有以下多项优势：? 通过总体均匀的混合气制备，使颗粒物的排放下降10%。? 在较低的部分负荷范围，可将节气门进一步打开，由此可产生油耗优势。? 如果趋于满负荷，混合模式中的MPI 比例会降低，从而使得混合气的均质化更佳，从而降低废气中氧的含量。废气中更低的氧的排放值可使得尾气催化净化器中的升温减弱。? 由于喷射时溅到壁上的燃油量减少，因此燃油进入发动机机油中的量也随之减少。? 通过提前将MPI 燃油压力准备就绪，而不是通过高压泵建立压力，可以从起动开始起，便能够较早地进行燃油喷射，从而缩短了冷起动时间。? 由于在怠速下主要采用MPI 喷射，且MPI 喷油阀比TSI 喷油阀声音轻，因此可以改善喷油噪音。

喷射方式运行特性图

采用高度灵活的喷射策略，允许高压和低压喷射混合运行。每个喷油模式的喷油量是完全可控的。在发动机控制单元内，两种喷油模式的过渡是按不出现“空燃比突变”这个标准来计算的。从而保证动力输出的平顺型。

7.5 高压喷射阀

技术特征：? 适用于最高200 bar 的喷射压力? 快速打开和关闭? 非常精确的计量，尤其是在小油量区域? 可进行多重喷射? 降低了容积损失? 促动电压为65 V

3.6 燃烧过程

与第3 代3.0l-V6-TSI 发动机相比，作了以下改变：? 压缩比由10.3 提高到10.8。? 通过改变活塞形状，提高了燃烧室内的增压运动? 优化了喷油阀的喷射形式? 喷射重点位置更倾向于火花塞方向? 喷油阀的定位进一步向后，从而增加了与对面的气缸套的距离

所达到的目的：? 改进了混合气制备? 降低了废气排放? 改进了燃烧效率? 降低了耗油量

由于第4代EA837发动机将MPI与TSI喷射混合进行，故对于气缸断火的判断需要将两种喷射的影响分隔开，在检测计划中设计了相应与运行模式相关的断火识别测试程序。

该检测计划仅在发动机有相关断火的故障码存在时可以进行检测。

八、发动机管理系统8.1 系统一览

感应器：机械增压器转速传感器1 G688增压传感器1+2 G31、G447制动助力器的压力感应器G294进气管压力传感器G71进气温度传感器G42发动机转速传感器G28节气门控制单元J338节气门驱动装置角度传感器1+2，用于电控油门操纵机构G187、G188调节风门控制单元J808调节风门电位计G584霍尔传感器1 – 4G40、G163、G300、G301油门踏板位置传感器G79油门踏板位置传感器2 G185刹车灯开关F机油油位和机油温度传感器G266燃料压力传感器G247低压的燃料压力传感器G410爆震传感器1+2 G61、G66燃油存量指示传感器G燃油存量传感器2+3 G169、G237机油油压开关F22发动机温度调节系统温度传感器G694低压机油压力开关F378冷却液温度传感器G62进气管风门电位计1+2 G336、G512氧传感器1+2 G39、G108尾气催化净化器下游的氧传感器1+2 G130、G131

辅助信号：– 便捷系统中央控制器– 定速巡航装置– 辅助暖风控制单元– 起动机继电器1+2– 进入及起动许可控制器

执行器：带功率输出级的点火线圈1 – 6N70、N127、N291、N292、N323、N324气缸1 – 6 的喷射阀N30 – 33、N83、N84气缸1 – 6 的喷射阀2N532 – N537节气门控制单元J338电控油门装置的节气门驱动装置G186调节风门控制单元J808调节风门调节伺服电机V380发动机组件供电继电器J757主继电器J271冷却液循环系统电磁阀N492机油压力调节阀N428压缩机电磁离合器N421二次空气进气阀N112变速箱油冷却阀N509发动机机油冷却器阀N554燃油计量阀N290凸轮轴调节阀1+2 N205、N208排气门凸轮轴调节阀1+2 N318、N319进气管风门阀N316用于曲轴箱通风装置的截止阀N548增压空气冷却泵V188二次空气泵继电器J299二次进气泵电机V101左侧电动液压式发动机支座电磁阀N144右侧电动液压式发动机支座电磁阀N145散热器风扇控制单元J293散热器风扇1+2 V7、V177氧传感器加热器1+2 Z19、Z28尾气催化净化器下游的氧传感器加热器1+2 Z29、Z30燃油泵继电器J17燃油泵控制器J538燃油预输送泵G6活性炭罐电磁阀1 N80

附加信号：发往自动变速箱控制器J217 的发动机转速（仅适用于带自动变速箱01J 的车辆）发动机控制器是105针和91针的，测量使用VAS 6606

8.2 二次空气系统