相信提到大众EA888系列的发动机大家并不陌生,它是开启大众发动机可变正时气门和直喷技术广泛应用的开端。从2006年大众发布第一代EA888系列发动机后至今已经经历了第三代,在大众集团的涡轮增压发动机阵营中扮演着不可缺失的角色,分别搭载在大众、奥迪、斯柯达旗下的众多车型之中。而EA888系列发动机从2007年在国内投产后,至今生产已超过100万台,上海大众的最新车型:凌渡身上同样搭载着大众集团最新的第三代EA888发动机。下文就着重分析第三代EA888发动机的技术亮点。
与此前大家熟悉1.4TSI、1.8TSI、2.0TSI的排量标注不同,凌渡已经采用大众的新型标识,不再以排量为标注改为以扭矩等级的标记值+发动机技术类型的形式,比如凌渡的330TSI代表的是搭载第三代EA888系列1.8TSI涡轮增压发动机,而230TSI、280TSI两款,分别代表着搭载EA211系列的1.4TSI的高低功率两个版本的发动机。
缸盖内置排气歧管是第三代EA888发动机的一项巨大的技术更新。发动机的内部由众多的零部件组成,结构也相当复杂,大众要在狭小的缸盖内增加排气歧管是相当复杂的一件事情。还有一点,我们知道发动机排气歧管的温度很高,以四缸发动机为例:排气终点温度约在626-826°C之间,而排气歧管与缸盖对散热的要求不同,因此在缸盖内加入排气歧管后,大众的工程师首当其冲的任务是必须着手散热问题,对冷却系统重新设计。
只要冷却问题解决后,才能提升发动机的热效率,降低低涡轮的工作负荷,提高涡轮寿命。最终通过冷却管道与排气歧管的相互交错的排列方式从而达到降低排气温度的目的。这样一来可以降低涡轮增压器的进气温度和压力,意味着工程师对EA888系列发动机的输出功率和扭矩的调校将更加灵活有弹性。
由于排气歧管布局的改变,涡轮增压器也得重新设计,基于石川岛播磨(IHI)的RHF4型增压器在转子和壳体等方面都进行了改进,以兼顾低速扭矩和高负荷工况的性能表现,并且在原来的基础上加入了多个创新技术。比如首次使用了电控泄压阀,与上一代的装置相比,能够更快速和精确地控制排气泄压阀的开闭。有利于对废气阀/泄压阀开启的时机和开度进行精确控制,一方面可以提升整机的经济性,另外又可以主动开启废气阀让催化器快速加热,减少车辆启动时的冷车排放。
另外,氧传感器也设置在更靠近废气涡轮口,这样能更早得对排气成分进行分析,进而实时调整发动机混合气体的浓度,进一步提升发动机的效率和动力性能。
缸内直喷(FSI)和传统多点电喷(MPI)复合喷射系统并不是大众的首创,早早就被丰田抢了头啖汤的位置,丰田的D4-S发动机正是首创采用复合喷射系统(车型有86、凯美瑞)。复合喷射系统能够根据不同的工况选择不同的喷射方式,可以兼顾低转速和高转速下发动机的性能表现。在经过进气管内的多点电喷以及气缸内的缸内直喷之后能大幅提高缸内压强(与第二代相比,FSI直喷压力最高从150bar调整到了200bar),从而爆发出更大的活塞推动力,增大发动机功率及扭矩。
可惜考虑到国内油品的质量问题,这项先进的发动机技术无缘搭载在凌渡身上,看来油品永远是厂家心中的痛。另外在双喷射系统上使用更高的直喷压力无疑对于燃油系统的稳定性也提出了更高的要求。还有一点贡献就是,使用复合喷射系统后的第三代EA888发动机系列能够进一步降低碳排放,满足欧盟(欧6)严苛的碳排放法规限制。
从数据来看,1.8T排量的第三代EA888发动机可在1400转下爆发出320Nm的最大扭矩,并一直持续到3700转,并且在更短的时间内到达峰值扭矩,性能表现远远超过第二代1.8T的表现,与第二代的2.0T发动机相接近。
在第三代EA888发动机中,对摩擦有关的主要组件都全部进行了重新设计。例如首次使用的可切换式活塞冷却喷嘴提升了压缩进程和低负荷下的冷却效果,进一步提升了曲轴传动性能;而可变压力/流量的滑油泵减小了发动机的热负荷。活塞衬套和活塞环进行改进以减小与缸体之间的摩擦力;曲轴轴承的尺寸被适度减小以降低设计裕度,增加使用寿命。除此之外,大众还为第三代EA888发动机减重不少,其中3mm气缸壁号称是业内最薄,而整个气缸体仅为32kg的质量也比上一代轻了5kg。