1 EA888簡介和搭載車型
EA888發(fā)動(dòng)機(jī)對于大眾集團(tuán)來說有著非常重要的地位。首先,它的普及率非常高,包括大眾、奧迪、斯柯達(dá)、西雅特等大眾集團(tuán)旗下各個(gè)品牌幾乎所有的1.8TSI和2.0TSI車型搭載的都是這款發(fā)動(dòng)機(jī)。其次,這款機(jī)型也經(jīng)過了多次技術(shù)改進(jìn),這些技術(shù)都迎合了大眾集團(tuán)動(dòng)力系統(tǒng)戰(zhàn)略部署的需要。此次我們即將拆解的是安裝在凌渡330TSI車型上的1.8T發(fā)動(dòng)機(jī),該機(jī)型被官方稱為第三代機(jī)型,那么就讓我們一起來看看它的“內(nèi)心”究竟有哪些“高精尖”的技術(shù)值得我們探究。
需要注意的是,此次我們拆解的是安裝在凌渡330TSI車型上的1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管該機(jī)型仍被官方成為第三代,但是考慮到與奧迪的品牌差異等原因,集成了排氣歧管的缸蓋和雙噴射系統(tǒng)這兩個(gè)第三代機(jī)型上的重點(diǎn)革新技術(shù)均未能出現(xiàn)在這款發(fā)動(dòng)機(jī)上,所以在此我們將著重介紹這款發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)改進(jìn)信息,看看它相對于第二代EA888來說在穩(wěn)定性和可靠性上做了哪些提升。
● EA888歷史和簡介:
EA888是為了取代EA113發(fā)動(dòng)機(jī)而研發(fā)出來的新機(jī)型,由奧迪研制。新發(fā)動(dòng)機(jī)相比EA113有諸多的技術(shù)突破,如使用正時(shí)鏈條取代正時(shí)皮帶進(jìn)行動(dòng)力傳輸、采用了分層燃燒技術(shù)以及采用了可變氣門正時(shí)技術(shù)等。采用分層燃燒技術(shù)能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性,但與之相反的是,新技術(shù)對噴油系統(tǒng)、燃油品質(zhì)也提出了較高的要求,同時(shí)也難以解決氮氧化物的排放問題,所以該技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用并不廣泛。
該系列發(fā)動(dòng)機(jī)采用的均為直列四缸的布置方式,共有1.8和2.0升兩種排量的發(fā)動(dòng)機(jī),兩者的氣缸直徑完全相同,為82.5mm,而活塞行程有所區(qū)別,分別為84.1mm和92.8mm。目前已有諸多車型搭載了第二代EA888發(fā)動(dòng)機(jī),包括途觀、帕薩特、一汽-大眾CC、奧迪A3等,而率先搭載第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的車型包括凌渡、進(jìn)口的奧迪A3和高爾夫R等,現(xiàn)使用第二代發(fā)動(dòng)機(jī)的車型未來也會逐步更新為第三代發(fā)動(dòng)機(jī)。
● 第二代EA888究竟遇到了什么問題?
通過汽車之家論壇上網(wǎng)友的交流以及網(wǎng)絡(luò)搜索等方式,我們了解到現(xiàn)有的EA888發(fā)動(dòng)機(jī)存在兩個(gè)問題:一是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油消耗速率較高,二是少數(shù)EA888發(fā)動(dòng)機(jī)張緊器失效導(dǎo)致出現(xiàn)頂氣門等。此次拆解過程中,我們也將著重看看在這些方面,這款發(fā)動(dòng)機(jī)是否有所改進(jìn)。
此外,針對此前大眾7速干式DSG變速箱出現(xiàn)的種種問題,我們將會在之后的變速箱拆解文章中為大家解答,在本文中我們暫且不一一累述了。
● 打開發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋你能看出什么差別?
第三代EA888采用的是進(jìn)氣歧管在前,排氣歧管在后的反置布局,這與第二代機(jī)型并無區(qū)別。這樣的布局形式在大眾旗下其他系列的發(fā)動(dòng)機(jī)上也較為常見,諸如裝備EA211 1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)的新明銳等等。這種布局最大的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,排氣管路較短,但也存在低速時(shí)動(dòng)力輸出較弱等問題,但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門技術(shù)的廣泛采用,正置布局和反置布局的差距已經(jīng)越來越不明顯了。但對于如今普遍采用平臺化設(shè)計(jì)的大眾車型來說,更為緊湊的結(jié)構(gòu)倒是更受到青睞。
在布局形式不改變的情況下,我們依然能通過發(fā)動(dòng)機(jī)罩殼上的細(xì)微差異來辨別兩款發(fā)動(dòng)機(jī)。其中最顯著的是機(jī)油加注口位置從原來的發(fā)動(dòng)機(jī)罩殼上挪到了更外側(cè)的位置,發(fā)動(dòng)機(jī)罩殼的造型也相去甚遠(yuǎn)。
2 諸多改進(jìn)滿足可靠和輕量化要求
● 現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)優(yōu)化:
◆ 缸體減重5公斤。
為發(fā)動(dòng)機(jī)“減肥瘦身”一直以來都是大眾改進(jìn)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)型的目的之一,其最終目的無非是降低燃油消耗,并減少排放。與第二代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)相比,第三代發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體進(jìn)一步輕量化,整體重量僅為32公斤,比二代機(jī)減少了5公斤。其中最重要的輕量化設(shè)計(jì)是將鑄鐵缸體的壁厚從3.5毫米減少到3毫米。大眾的工作人員稱盡管壁厚減少了,但這并不會影響發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)度。此外,據(jù)大眾的技術(shù)人員稱,新機(jī)型缸體內(nèi)的水道走向和位置也作了一定的調(diào)整,散熱效率也得到了優(yōu)化。
◆ 曲軸采用輕量化設(shè)計(jì)。
EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸為鑄造而成,并采用了4塊配重的設(shè)計(jì),這樣的設(shè)計(jì)我們在EA211上就已經(jīng)見到過了,而更早之前的直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)都采用8塊配重的設(shè)計(jì),由此看來這也將是未來大眾發(fā)動(dòng)機(jī)的一種趨勢。對于鑄造曲軸來說,減少了配重塊后曲軸質(zhì)量更輕,但是對機(jī)加工精度的要求會變得更高。
◆ 正時(shí)鏈條和卡緊結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。
EA888發(fā)動(dòng)機(jī)上所使用的正時(shí)鏈條相信大家并不陌生。與傳統(tǒng)的正時(shí)皮帶相比,鏈條的優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)可靠性高,耐久度也更好,基本可做到終生免維護(hù)。然而在使用過程中,有部分消費(fèi)者反應(yīng)車輛在行駛過程中有正時(shí)鏈條脫齒的問題。那么它是怎么發(fā)生的呢?如下圖所示,原先的張緊器卡緊槽只有一側(cè)有,在較高的沖擊下卡緊槽的齒會產(chǎn)生磨損。當(dāng)這些齒失效后便無法為正時(shí)鏈條提供足夠的張緊力了。
說到這里我們來看看問題都出在哪里,一是張緊器的耐久度,二是正時(shí)鏈條的脫齒問題。首先我們先來聊聊前者,張緊器的作用是為了讓正時(shí)鏈條保持張緊狀態(tài)的機(jī)構(gòu),一旦其損壞,正時(shí)鏈條就變?yōu)榱怂沙跔顟B(tài),從而導(dǎo)致鏈條與齒輪之間的嚙合不足,造成一系列的問題。
為此在第三代機(jī)型上,鏈條張緊器的結(jié)構(gòu)也做了重大調(diào)整,新的張緊器支柱的卡緊槽變?yōu)榱寺菁y式,受力面積更大,在張緊器支柱的直徑和材料不變的情況下能夠承受比此前更強(qiáng)的沖擊力,從而降低卡緊槽磨損的可能性。
針對正時(shí)鏈條本身,大眾也作了大幅改進(jìn),第二代EA888上使用的5片式鏈條改為了4片式,每節(jié)鏈條的厚度也進(jìn)一步增加。據(jù)透露,使用新的鏈條之后,其抗磨損率可以提升約40%,正常使用周期內(nèi)鏈條的伸長率控制在0.5%以下。用大眾技術(shù)人員的話說,新的鏈條結(jié)構(gòu)能做到“免維護(hù)+更高的可靠性”。
3 兩級油氣分離器/AVS系統(tǒng)
◆ 采用兩級離心式油氣分離器。
油氣分離器究竟是個(gè)啥?我們知道曲軸箱內(nèi)并不是真空的,由于發(fā)動(dòng)機(jī)處于持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中,氣缸內(nèi)的高壓混合氣會通過活塞環(huán)與氣缸之間的縫隙進(jìn)入曲軸箱中,這就使得曲軸箱內(nèi)除了空氣和機(jī)油之外還有微量的汽油、水蒸氣等物質(zhì)。為了防止這些物質(zhì)影響機(jī)油的品質(zhì)和潤滑效果,這就需要一個(gè)裝置將機(jī)油與其他物質(zhì)分開,讓機(jī)油重新凝結(jié)成機(jī)油滴流回油底殼參與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤滑工作,其余的空氣等重新進(jìn)入渦輪增壓器的進(jìn)氣側(cè),重新參與燃燒。
此前第二代EA888遇到的另一個(gè)問題是機(jī)油消耗速度較快,有網(wǎng)友稱自己的愛車平均每行駛1000公里都要消耗掉大約1升的機(jī)油,以至于車主不得不在車上隨時(shí)備著一桶機(jī)油隨時(shí)添加。而根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定,車輛每行駛2000公里的機(jī)油消耗量均不得超過1升,由此看來,部分大眾車友的機(jī)油消耗速率真的是有點(diǎn)高了。
針對這一問題,在拆解過程中我們也咨詢了上海大眾的技術(shù)人員,他們表示精細(xì)油氣分離器(為了表述方便,下文均簡稱為“精分”)并不能100%的將混合氣與機(jī)油徹底分離干凈,依然會有非常細(xì)微的機(jī)油滴會隨著混合氣進(jìn)入渦輪增壓器的進(jìn)氣側(cè)。只要保證機(jī)油的消耗速率在國家標(biāo)準(zhǔn)以下(即前文提到車輛每行駛2000公里的機(jī)油消耗量均不得超過1升),這都屬于正常現(xiàn)象。
在第二代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)上,其所使用的外部式旋風(fēng)式油氣分離器僅有一級裝置,機(jī)油蒸汽進(jìn)入分離器后,仍然會有一部分機(jī)油蒸汽會隨著空氣一同進(jìn)入進(jìn)氣歧管,隨即與混合氣一起進(jìn)入氣缸參與燃燒,久而久之機(jī)油便逐漸減少了。為了進(jìn)一步降低機(jī)油的消耗速率,在第三代發(fā)動(dòng)機(jī)上,該旋風(fēng)式分離器又增加了一級圓錐形分離裝置,改進(jìn)之后其分離效果有了一定的改善。
技術(shù)人員表示,上一代發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)油往往會以機(jī)油顆粒的形式進(jìn)入進(jìn)氣側(cè),改進(jìn)后雖然并不能完全杜絕機(jī)油消耗的情況,但是機(jī)油顆粒變?yōu)榱藱C(jī)油蒸汽,其消耗速率得以降低,也在一定程度上解決了如今所面對的問題。
◆ 機(jī)油濾清器結(jié)構(gòu)得到簡化。
與傳統(tǒng)的機(jī)油濾清器相比,EA888的機(jī)濾結(jié)構(gòu)也得到了簡化,首先是第二代發(fā)動(dòng)機(jī)上金屬材質(zhì)的機(jī)濾變?yōu)榱怂芰喜馁|(zhì),體積更小,更換機(jī)濾時(shí)也僅需對其中的濾網(wǎng)進(jìn)行更換而無需更換外殼,從而降低保養(yǎng)成本。第三代發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)濾位置并沒有做任何改變,依然采用頂置設(shè)計(jì),機(jī)油易回流,拆裝也較為省力,方便維修保養(yǎng)人員操作。
◆ 壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)皮帶張緊輪張力更小。
第三代發(fā)動(dòng)機(jī)對于壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)皮帶張緊輪也進(jìn)行了更換,體積變得更小。官方表示其張緊力由第二代的338牛降低到了220牛。張緊力的降低能夠延長皮帶的使用壽命,降低維護(hù)成本,與此相對的是,張緊力降低后一旦皮帶開始老化,就容易引起皮帶打滑。為此,大眾的工程師還換裝了阻力更小的發(fā)電機(jī),既減小了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)力損耗,同時(shí)也能延長皮帶的使用壽命。
◆ 平衡軸軸頸作了輕量化設(shè)計(jì)。
平衡軸的造型在第三代機(jī)型上也作了調(diào)整,最大的改變在于其軸頸造型,采用了類似偏心式的設(shè)計(jì),除了能起到減緩發(fā)動(dòng)機(jī)整車振動(dòng)的功能外,與原先的圓柱型軸頸相比質(zhì)量更輕,從而進(jìn)一步達(dá)到輕量化的目的。
● EA888上的技術(shù):
◆可變正時(shí)氣門和氣門升程技術(shù)。
第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)配備了雙可變氣門正時(shí)技術(shù)(VVT),該技術(shù)其實(shí)在奧迪部分高端車型上的第二代EA888上已經(jīng)有配備,而一些配置較低的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)僅在進(jìn)氣側(cè)的凸輪軸上安裝了該系統(tǒng)。在進(jìn)氣凸輪軸上加裝該裝置能夠更精確地控制進(jìn)氣門的開合時(shí)機(jī),改變配氣相位,滿足發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速等工況下的動(dòng)力需求。
EA888另一個(gè)備受關(guān)注的是可變氣門升程技術(shù)(AVS)。與剛才介紹的可變氣門正時(shí)不同的是,AVS主要通過改變凸輪軸的凸輪高度來使氣門的開度產(chǎn)生變化。比如說當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以較低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)AVS功能,這就能讓排氣的速度更高,從而有利于推動(dòng)渦輪的運(yùn)轉(zhuǎn),提升低速狀態(tài)下車輛的動(dòng)力性。
可變氣門且不能改變氣門開閉時(shí)機(jī),如今進(jìn)氣和排氣側(cè)都有該系統(tǒng),能夠更精準(zhǔn)地調(diào)整氣門開合時(shí)機(jī)和角度。據(jù)透露,該系統(tǒng)利用電磁閥調(diào)節(jié),升程范圍為11毫米。此外,大眾對氣門開啟角度范圍也做了調(diào)整,其中,進(jìn)氣凸輪軸的最大調(diào)整角度范圍在60°曲軸角,排氣凸輪軸的最大調(diào)整角度范圍為40°曲軸角,從而適應(yīng)更多的工況,優(yōu)化進(jìn)排氣效率,提升燃油的利用率。
4 渦輪增壓器為不銹鋼材質(zhì)
◆ 結(jié)合歧管噴射和缸內(nèi)直噴技術(shù)的燃油復(fù)合噴射系統(tǒng):
在之前的資料中,我們了解到第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)將會采用包括缸內(nèi)直噴+歧管噴射兩種噴射形式在內(nèi)的噴射系統(tǒng),直譯過來就是“燃油多重噴射系統(tǒng)”。采用兩種燃油噴射形式能夠結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn),選擇不同的方式工作,從而滿足動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)性兩種需求。
而我們拆解的這臺凌渡1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)上僅配備了缸內(nèi)直噴系統(tǒng)。為了保證燃油在氣缸內(nèi)的霧化效果更好,噴油嘴的壓力也從原來的150Bar提升到了200Bar,從而兼顧了動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
然而在這款發(fā)動(dòng)機(jī)上,這套類似豐田D-4S的雙噴射系統(tǒng)并未出現(xiàn)在這臺第三代機(jī)上,而是依然僅配備了缸內(nèi)直噴功能。對于該功能本身來說與大眾以往采用同樣技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有不同,在此我們就不對技術(shù)本身進(jìn)行闡述了。
大眾的工程師還表示,提升了燃油的噴射壓力后,發(fā)動(dòng)機(jī)對于燃油的要求也相應(yīng)提升,所以要求車主加注燃油時(shí)一定要使用標(biāo)號在95號以上的汽油,這樣才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性。
◆ 渦輪為不銹鋼材質(zhì),排氣歧管與渦輪集成為一體。
第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪由日本IHI提供,其全稱為石川島播磨重工業(yè)株式會社,據(jù)大眾工作人員稱該公司是目前全球制造小型渦輪增壓器最強(qiáng)的企業(yè)之一。除了車用渦輪增壓器外,該公司業(yè)務(wù)還涉及軍工產(chǎn)業(yè)(感興趣的朋友可自行上網(wǎng)搜索)。新的渦輪系統(tǒng)最大的改變在于使用的材質(zhì),第二代發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪使用的鑄鐵外殼更換為了不銹鋼,其最大的好處在于不銹鋼具有更強(qiáng)的防腐性和耐磨性,能夠承受更高的負(fù)荷。
此前在介紹EA211以及奧迪的第二代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),我們已經(jīng)見到了將排氣歧管集成在缸蓋上的設(shè)計(jì)。據(jù)悉,這種設(shè)計(jì)將會成為未來設(shè)計(jì)理念的一種趨勢,其優(yōu)勢在于車輛冷啟動(dòng)時(shí)冷卻液升溫快,從而縮短熱車時(shí)間。這樣講似乎并不是特別直觀,另一個(gè)乘客能夠直觀感受到的好處就是在冬天,車內(nèi)空調(diào)的暖風(fēng)能來得更快。
不過在這臺1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)上,排氣歧管并未整合到缸蓋中,而是與渦輪增壓器廢氣端鑄成了一個(gè)部件,這樣的設(shè)計(jì)最大的好處就是制造難度較低,熱量損失小,與之相反的則是與集成缸蓋式設(shè)計(jì)相比,占用的空間要更大。與雙噴射系統(tǒng)一樣,集成了排氣歧管的缸蓋同樣會應(yīng)用在未來搭載在凌渡上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)上,至于目前的1.8T發(fā)動(dòng)機(jī)是否會做調(diào)整,目前暫不清楚。
●文章總結(jié):
或許您發(fā)現(xiàn)在整篇文章中我們重點(diǎn)介紹的是這款發(fā)動(dòng)機(jī)相對于第二代EA888的改進(jìn)方面,而并非新發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)有多么“先進(jìn)”。的確,相比其所擁有的高科技含量,我相信網(wǎng)友會對其可靠性關(guān)注更多,至于原因么……我想在此不必多言了吧?
此次我們拆解的第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)雖然被稱為第三代機(jī)型,但是由于產(chǎn)品定位和可靠度的關(guān)系,其最有特色的雙噴射以及集成缸蓋兩個(gè)部分均未能出現(xiàn)在我們面前的這臺機(jī)器上,顯得有些遺憾了。不過好在官方透露在即將發(fā)布的2.0TSI發(fā)動(dòng)機(jī)上,這兩個(gè)新技術(shù)均不會缺席,相信未來我們在帕薩特、凌渡等車型上都能見到包含這兩項(xiàng)技術(shù)的第三代機(jī)型。
針對第二代機(jī)型上所產(chǎn)生的諸多問題,我們也看到在這臺1.8TSI三代機(jī)上也下功夫作了相當(dāng)幅度的改進(jìn),包括正時(shí)鏈條系統(tǒng)、油氣分離器、平衡軸等部分都進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),從而最大程度降低此前各種故障再度發(fā)生的概率。而在發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化方面,諸如缸體結(jié)構(gòu)、曲軸、渦輪增壓系統(tǒng)等部分也作了相應(yīng)的變化,以盡可能實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。由此看來,大眾的誠意還是不錯(cuò)的,針對已經(jīng)暴露的問題依然本著“積極改進(jìn)”的態(tài)度來面對,對此我們也給予其肯定。當(dāng)然,我們也希望未來在1.8TSI機(jī)型上也能將最新技術(shù)應(yīng)用起來,這樣才能讓消費(fèi)者給予更多地認(rèn)同和肯定。
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