環(huán)保更高效 大眾新一代EA888發(fā)動機解析

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術頻道】說到EA888發(fā)動機，相信大家都不陌生，它現(xiàn)在可是大眾旗下中高級車型的主力“心臟”。為了應付日益激烈的市場競爭以及更為嚴苛的排放法規(guī)，大眾又推出了新一代的EA888（第三代）發(fā)動機。目前這款發(fā)動機已在海外部分車型裝備，性能較上一代有了明顯的提升。就在近日，這款發(fā)動機（1.8L）也出現(xiàn)在2014沃德十佳發(fā)動機的獲獎名單中，其實力可見一斑。究竟新一代的發(fā)動機在結(jié)構(gòu)以及性能上都有哪些變化，有哪些技術亮點？下面就來看看。

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● 關于EA888發(fā)動機

　　EA888發(fā)動機絕對是大眾汽車的明星發(fā)動機，目前已廣泛應用于大眾、奧迪等品牌下的多個車型上。從圖中可以看到，這款EA888發(fā)動機的歷史并不算長，從2006年最早的第一代開始，到今年也才7年的光景，不過已經(jīng)發(fā)展到了第三代。汽車采用模塊化平臺生產(chǎn)已是大勢所趨，作為新一代的EA888發(fā)動機，同樣適合應用在大眾最新的MQB和MLB平臺上。而符合歐6的排放標準，未來新一代EA888發(fā)動機也將成為大眾中高級車型動力的“中流砥柱”。

　　這款第三代EA888發(fā)動機已在海外量產(chǎn)，并已搭載在部分新車型上，如新一代高爾夫GTI、2014款Jetta、Passat等。目前國內(nèi)的車型搭載的還是第二代EA888發(fā)動機，不過據(jù)了解目前大眾長春發(fā)動機工廠也開始投產(chǎn)第三代EA888發(fā)動機了，看來這款全新的發(fā)動機很快就會來到我們的身邊，而離我們最近的應該就是采用全新MQB模塊化平臺的國產(chǎn)奧迪A3了。

● 新一代EA888發(fā)動機性能提升了多少？

　　文章開始前，我們先來看看新一代EA888發(fā)動機在性能參數(shù)上有哪些變化。

　　從圖中可以看到，第三代EA888發(fā)動機（1.8T）的動力性能明顯要由于上代，最大扭矩達到了320N.m，而且在1400轉(zhuǎn)時就已爆發(fā)，性能已直逼第二代2.0T版本。同時可以看到（上圖右側(cè)曲線圖），在保持發(fā)動機1500轉(zhuǎn)的情況下，第三代EA888在不到3秒的時間內(nèi)就已達到了峰值扭矩，動力響應時間比上代兩個排量版本的都要好。

　　目前這款發(fā)動機在國外已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，已搭載在部分車型上，逐漸進行更新?lián)Q代。如新一代高爾夫GTI（此前我們同事已赴香港進行了新車體驗：第七代高爾夫GTI香港體驗），搭載的就是EA888 2.0L版本，最大功率比現(xiàn)款提升了20PS達到220PS，最大扭矩更是提升了70N.m，達到350N.m。

　　最大扭矩轉(zhuǎn)速較上代來得更早，在1500轉(zhuǎn)就以開始爆發(fā)，而功率平臺也更為寬廣，從4500轉(zhuǎn)一直持續(xù)到6200轉(zhuǎn)，擁有更為直接的加速性能。另外，官方表示，這臺發(fā)動機動力性能有了明顯的提升，而且燃油經(jīng)濟性較上一代更是提升了18%。

　　北美2014款Jetta（國內(nèi)速騰）、Passat等車型上也搭載新一代的EA888發(fā)動機，在動力性能以及燃油經(jīng)濟性方能都有著不錯的表現(xiàn)。在2014沃德十佳發(fā)動機評選中，Jetta上的這臺1.8T發(fā)動機也光榮上榜。（查看其他獲獎的發(fā)動機請點擊：2014沃德十佳發(fā)動機解析）

　　評委Tom Murphy對這臺發(fā)動機的評價是，這款發(fā)動機的動力表現(xiàn)令人非常滿意，而且運轉(zhuǎn)起來很安靜。在城市和郊區(qū)的綜合工況下，Jetta（1.8T+6AT）的百公里油耗為7.8L，而在高速公路上油耗將降至6.5L左右。較之前的2.5L自然吸氣發(fā)動機，全新的1.8T發(fā)動機在擁有更好的動力性能的同時，油耗消耗降低了17%。預計2014年初，海外的甲殼蟲也將裝備這臺全新的EA888發(fā)動機。

　　到底第三代EA888發(fā)動機采用了怎樣的技術，使得它的性能有了如此大的提升？下一頁我們來看看。

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● 新一代EA888發(fā)動機主要有哪些不同?

　?。?）內(nèi)置氣缸蓋排氣歧管

　　新一代EA888發(fā)動機你再也看不到絕代部分發(fā)動機都能看到的排氣歧管，那它跑哪去了？工程師將它“藏在”在氣缸蓋里了，這樣的設計這聽起來是不是有點不可思議？

　　你要知道，發(fā)動機內(nèi)部的零件布局本來就相當緊湊，譬如氣缸蓋內(nèi)需要布置的構(gòu)件就很多，如凸輪軸、進排氣門、火花塞、噴油器(缸內(nèi)直噴)以及各種冷卻管道等等，要在如此狹窄的空間里再布置一個體積不小的排氣歧管并非易事。

　　即使通過優(yōu)化空間布局，解決排氣歧管的布置，還有一個更為嚴酷的問題就是排氣管的冷卻。大家都知道，發(fā)動機長時間工作排氣歧管的溫度也是很高的(能達上千度)。如今將它布置在氣缸蓋內(nèi)部，那么這部分的冷卻管路也需要重新設計，同時對于這部分的缸體結(jié)構(gòu)要求也更高。

　　要知道，發(fā)動機如果在全負荷工作下，對于排氣歧管的冷卻是個難題，因為這部分冷卻液溫度會上升得很快，如果循環(huán)速度不夠快，有可能這部分的冷卻液會發(fā)生沸騰，那么冷卻效果肯定會受到影響。為了解缸蓋內(nèi)的受熱情況，工程師甚至使用了一套全新的模擬計算方法，來優(yōu)化氣缸蓋的冷卻效率。

　　內(nèi)置氣缸蓋排氣歧管的設計還是首次應用到四缸渦輪增壓發(fā)動機上，既要解決結(jié)構(gòu)上的布局，又要處理由此帶來的冷卻問題，可謂是“勞心傷神”的改造，那這種設計會帶來哪些好處？

　　首先，排氣歧管使用冷卻液進行冷卻，從排氣管出來的氣體溫度會降低，那么渦輪增壓器進氣端的氣體溫度和壓強也會降低，這樣發(fā)動機的調(diào)教也可以更加激進。其次，由于排氣歧管因內(nèi)置(體積變得更小了)，廢氣到達渦輪增壓器的距離也縮短了，廢氣驅(qū)動渦輪增壓器的能量也會更大。最后一點就是下面提到的熱力管理系統(tǒng)了。

　?。?）熱力管理系統(tǒng)

　　上面提到，由于排氣歧管被布置在氣缸蓋內(nèi)部，發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)需要重新優(yōu)化設計，以滿足更為復雜的冷卻需求。大家都知道，發(fā)動機都要有一個高效的工作溫度，并非越低就越好，所以在這個環(huán)節(jié)中，冷卻系統(tǒng)的調(diào)節(jié)起了關鍵作用。

　　我們都知道，發(fā)動機冷啟動時溫度低，發(fā)動機的內(nèi)部運動構(gòu)件摩擦較大，油耗也大，所以暖機的速度當然是越快越好。由于EA888發(fā)動機的排氣歧管集成于氣缸蓋內(nèi)，同是采用發(fā)動機冷卻水來冷卻，那么相當于冷卻系統(tǒng)多了一個熱源，這樣就能更快地實現(xiàn)暖機，使發(fā)動機更快地進入高效的工作狀態(tài)。

　　在冷卻循環(huán)系統(tǒng)中，EA888采用了電機主動控制，通過兩個旋轉(zhuǎn)滑閥對冷卻液循環(huán)流向進行調(diào)節(jié)，相對于以前的熱敏傳感器的控制方式相比，電機可以進行更為精準地控制，滿足發(fā)動機在各個工況下對于溫度的需求。而利用排氣歧管水套的熱量，可以更快提升發(fā)動機暖機速度，降低發(fā)動機油耗，還可以減少冷啟動造成內(nèi)部構(gòu)件的摩擦，最終使得它每公里二氧化碳的排放量降低約2.5g。

　　還有一個好處就是，在需要暖風時，現(xiàn)有的熱水循環(huán)在輔助水泵的驅(qū)動下把熱水從排氣歧管中輸送到熱交換器中，從而更快地獲得暖風，提高舒適性。

　?。?）FSI+MPI混合噴射技術

　　所謂混合噴射技術，就是發(fā)動機同時采用缸內(nèi)直噴與歧管噴射相結(jié)合的技術，即FSI+MPI混合噴射技術。說起這個技術相信很多人會第一時間想起豐田的D4-S燃油雙噴射技術（年初上市的豐田86的發(fā)動機就有采用這種技術），沒錯，現(xiàn)在大眾也來“玩”這種技術了。

　　新一代EA888發(fā)動機同樣采用這種技術，除了原來的高壓燃油直噴系統(tǒng)外，在進氣歧管側(cè)增加了傳統(tǒng)低壓的多點噴射系統(tǒng)。燃油系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機的不同工況，采取合適的噴射模式。另外，缸內(nèi)直噴的燃油噴射壓力也從上代的150bar提高到200bar，旨在壓榨每一滴燃油，當然對于燃油的品質(zhì)要求也更高。

　　采用這種技術可以更為靈活地控制燃燒室內(nèi)的油氣混合物，一方面可以兼顧發(fā)動機在不同工況下的效率，重要的是可以降低排放，滿足日益苛刻的排放法規(guī)。為什么這么說？缸內(nèi)直噴發(fā)動機在低負荷工作時，由于氣缸內(nèi)混合氣體中的氧氣過量，那么多余的氧氣容易與混合氣體中的氮氣發(fā)生反應，產(chǎn)生氮氧化合物，影響尾氣的排放。而采用混合雙噴技術，可以很好地兼顧發(fā)動機的高效率與低排放，我想這是工程師加入低壓噴射的主要原因，全新EA888發(fā)動機已經(jīng)達到了歐6的排放標準。

　?。?）重新設計的渦輪增壓器

　　渦輪增壓器作為EA888發(fā)動機一個核心部件，大眾工程師對于它也進行了重新優(yōu)化設計，結(jié)構(gòu)強度以及增壓壓力都有所提高。具有以下特點：

　　首先增壓器的渦輪葉片采用新的合金材料，可以承受高達980℃的排氣溫度。其次在渦輪處安裝了氧傳感器，這也是首次把氧傳感器布置在渦輪增壓器上面，好處是可以第一時間了解到廢氣中的氧氣成分，及時調(diào)整噴油量以及氣門開閉的時刻，進一步提升發(fā)動機的效率。

　　此外，還采用了電動的廢氣旁通控制閥，相對于之前被動的真空旁通閥，對于閥門的開啟和關閉控制得更為快速、更為精準。另外可以主動開啟廢氣閥門，讓催化器快速加入，降低車輛冷啟動時的排放。

　?。?）發(fā)動機的減重

　　減少發(fā)動機重量，也是工程師致力改善的一個方面，畢竟重量與燃油消耗也是息息相關的。前面提到的排氣歧管內(nèi)置氣缸蓋的設計，縮小了排氣歧管的體積，其實對于發(fā)動機的減重也作出了貢獻。

　　另外，為了最大化地減少發(fā)動機的重量，工程師作出了一系列的措施，如發(fā)動機的缸體被設計得更薄，僅為3mm；曲軸的配重塊由原來的8個減少為4個；使用全鋁制螺栓等等。此外，新一代EA888發(fā)動機的油底殼也改用為質(zhì)量更輕的樹脂材質(zhì)。如到時引入到國內(nèi)，這樹脂油底殼能否應對國內(nèi)的復雜路況呢。

　　總結(jié)：新一代EA888發(fā)動機的進化是顯而易見，最大的技術亮點就是首次在4缸發(fā)動機上采用了內(nèi)置氣缸蓋的排氣歧管，對于缸蓋構(gòu)造、熱力管理系統(tǒng)都得重新設計，這是一次大膽的技術嘗試。此外，采用混合噴射技術、改進的渦輪增壓器、發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，最終使得新一代EA888在性能得到提升的同時，擁有更低的排放（歐6排放標準），滿足未來日益嚴苛排放法規(guī)。至于未來這款發(fā)動機能否繼續(xù)擔此重任，繼續(xù)延續(xù)上代EA888的光環(huán)，還是讓市場來驗證吧。

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