集成排气歧管.docx

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集成排气歧管

说到EA888发动机，相信大家都不陌生，它现在可是大众旗下中高级车型的主力“心脏”。

为了应付日益激烈的市场竞争以及更为严苛的排放法规，大众又推出了新一代的EA888（第三代）发动机。

目前这款发动机已在海外部分车型装备，性能较上一代有了明显的提升。

就在近日，这款发动机（1.8L）也出现在2014沃德十佳发动机的获奖名单中，其实力可见一斑。

究竟新一代的发动机在结构以及性能上都有哪些变化，有哪些技术亮点下面就来看看。

　EA888发动机绝对是大众汽车的明星发动机，目前已广泛应用于大众、奥迪等品牌下的多个车型上。

从图中可以看到，这款EA888发动机的历史并不算长，从2006年最早的第一代开始，到今年也才7年的光景，不过已经发展到了第三代。

汽车采用模块化平台生产已是大势所趋，作为新一代的EA888发动机，同样适合应用在大众最新的MQB和MLB平台上。

而符合欧6的排放标准，未来新一代EA888发动机也将成为大众中高级车型动力的“中流砥柱”

　这款第三代EA888发动机已在海外量产，并已搭载在部分新车型上，如新一代高尔夫GTI、2014款Jetta、Passat等。

目前国内的车型搭载的还是第二代EA888发动机，不过据了解目前大众长春发动机工厂也开始投产第三代EA888发动机了，看来这款全新的发动机很快就会来到我们的身边，而离我们最近的应该就是采用全新MQB模块化平台的国产奥迪A3了。

从图中可以看到，第三代EA888发动机（1.8T）的动力性能明显要由于上代，最大扭矩达到了320N.m，而且在1400转时就已爆发，性能已直逼第二代2.0T版本。

同时可以看到（上图右侧曲线图），在保持发动机1500转的情况下，第三代EA888在不到3秒的时间内就已达到了峰值扭矩，动力响应时间比上代两个排量版本的都要好。

　　目前这款发动机在国外已经实现量产，已搭载在部分车型上，逐渐进行更新换代。

如新一代高尔夫GTI（此前我们同事已赴香港进行了新车体验：

第七代高尔夫GTI香港体验），搭载的就是EA8882.0L版本，最大功率比现款提升了20PS达到220PS，最大扭矩更是提升了70N.m，达到350N.m。

　　最大扭矩转速较上代来得更早，在1500转就以开始爆发，而功率平台也更为宽广，从4500转一直持续到6200转，拥有更为直接的加速性能。

另外，官方表示，这台发动机动力性能有了明显的提升，而且燃油经济性较上一代更是提升了18%。

　　北美2014款Jetta（国内速腾）、Passat等车型上也搭载新一代的EA888发动机，在动力性能以及燃油经济性方能都有着不错的表现。

在2014沃德十佳发动机评选中，Jetta上的这台1.8T发动机也光荣上榜。

（查看其他获奖的发动机请点击：

2014沃德十佳发动机解析）

　　最大扭矩转速较上代来得更早，在1500转就以开始爆发，而功率平台也更为宽广，从4500转一直持续到6200转，拥有更为直接的加速性能。

另外，官方表示，这台发动机动力性能有了明显的提升，而且燃油经济性较上一代更是提升了18%。

　　北美2014款Jetta（国内速腾）、Passat等车型上也搭载新一代的EA888发动机，在动力性能以及燃油经济性方能都有着不错的表现。

在2014沃德十佳发动机评选中，Jetta上的这台1.8T发动机也光荣上榜。

（查看其他获奖的发动机请点击：

2014沃德十佳发动机解析）

　　最大扭矩转速较上代来得更早，在1500转就以开始爆发，而功率平台也更为宽广，从4500转一直持续到6200转，拥有更为直接的加速性能。

另外，官方表示，这台发动机动力性能有了明显的提升，而且燃油经济性较上一代更是提升了18%。

　　北美2014款Jetta（国内速腾）、Passat等车型上也搭载新一代的EA888发动机，在动力性能以及燃油经济性方能都有着不错的表现。

在2014沃德十佳发动机评选中，Jetta上的这台1.8T发动机也光荣上榜。

（查看其他获奖的发动机请点击：

2014沃德十佳发动机解析）

（1）内置气缸盖排气歧管

　　新一代EA888发动机你再也看不到绝代部分发动机都能看到的排气歧管，那它跑哪去了工程师将它“藏在”在气缸盖里了，这样的设计这听起来是不是有点不可思议

　你要知道，发动机内部的零件布局本来就相当紧凑，譬如气缸盖内需要布置的构件就很多，如凸轮轴、进排气门、火花塞、喷油器（缸内直喷）以及各种冷却管道等等，要在如此狭窄的空间里再布置一个体积不小的排气歧管并非易事。

　即使通过优化空间布局，解决排气歧管的布置，还有一个更为严酷的问题就是排气管的冷却。

大家都知道，发动机长时间工作排气歧管的温度也是很高的（能达上千度）。

如今将它布置在气缸盖内部，那么这部分的冷却管路也需要重新设计，同时对于这部分的缸体结构要求也更高。

要知道，发动机如果在全负荷工作下，对于排气歧管的冷却是个难题，因为这部分冷却液温度会上升得很快，如果循环速度不够快，有可能这部分的冷却液会发生沸腾，那么冷却效果肯定会受到影响。

为了解缸盖内的受热情况，工程师甚至使用了一套全新的模拟计算方法，来优化气缸盖的冷却效率。

　　内置气缸盖排气歧管的设计还是首次应用到四缸涡轮增压发动机上，既要解决结构上的布局，又要处理由此带来的冷却问题，可谓是“劳心伤神”的改造，那这种设计会带来哪些好处

　　首先，排气歧管使用冷却液进行冷却，从排气管出来的气体温度会降低，那么涡轮增压器进气端的气体温度和压强也会降低，这样发动机的调教也可以更加激进。

其次，由于排气歧管因内置（体积变得更小了），废气到达涡轮增压器的距离也缩短了，废气驱动涡轮增压器的能量也会更大。

最后一点就是下面提到的热力管理系统了。

（2）热力管理系统

　　上面提到，由于排气歧管被布置在气缸盖内部，发动机的冷却系统需要重新优化设计，以满足更为复杂的冷却需求。

大家都知道，发动机都要有一个高效的工作温度，并非越低就越好，所以在这个环节中，冷却系统的调节起了关键作用。

我们都知道，发动机冷启动时温度低，发动机的内部运动构件摩擦较大，油耗也大，所以暖机的速度当然是越快越好。

由于EA888发动机的排气歧管集成于气缸盖内，同是采用发动机冷却水来冷却，那么相当于冷却系统多了一个热源，这样就能更快地实现暖机，使发动机更快地进入高效的工作状态。

　在冷却循环系统中，EA888采用了电机主动控制，通过两个旋转滑阀对冷却液循环流向进行调节，相对于以前的热敏传感器的控制方式相比，电机可以进行更为精准地控制，满足发动机在各个工况下对于温度的需求。

而利用排气歧管水套的热量，可以更快提升发动机暖机速度，降低发动机油耗，还可以减少冷启动造成内部构件的摩擦，最终使得它每公里二氧化碳的排放量降低约2.5g。

还有一个好处就是，在需要暖风时，现有的热水循环在辅助水泵的驱动下把热水从排气歧管中输送到热交换器中，从而更快地获得暖风，提高舒适性。

解析：

双喷技术/涡轮增压器/轻量化回顶部

　　（3）FSI+MPI混合喷射技术

　　所谓混合喷射技术，就是发动机同时采用缸内直喷与歧管喷射相结合的技术，即FSI+MPI混合喷射技术。

说起这个技术相信很多人会第一时间想起丰田的D4-S燃油双喷射技术（年初上市的丰田86的发动机就有采用这种技术），没错，现在大众也来“玩”这种技术了。

　　新一代EA888发动机同样采用这种技术，除了原来的高压燃油直喷系统外，在进气歧管侧增加了传统低压的多点喷射系统。

燃油系统根据发动机的不同工况，采取合适的喷射模式。

另外，缸内直喷的燃油喷射压力也从上代的150bar提高到200bar，旨在压榨每一滴燃油，当然对于燃油的品质要求也更高。

　　采用这种技术可以更为灵活地控制燃烧室内的油气混合物，一方面可以兼顾发动机在不同工况下的效率，重要的是可以降低排放，满足日益苛刻的排放法规。

为什么这么说缸内直喷发动机在低负荷工作时，由于气缸内混合气体中的氧气过量，那么多余的氧气容易与混合气体中的氮气发生反应，产生氮氧化合物，影响尾气的排放。

而采用混合双喷技术，可以很好地兼顾发动机的高效率与低排放，我想这是工程师加入低压喷射的主要原因，全新EA888发动机已经达到了欧6的排放标准。

　　（4）重新设计的涡轮增压器

　　涡轮增压器作为EA888发动机一个核心部件，大众工程师对于它也进行了重新优化设计，结构强度以及增压压力都有所提高。

具有以下特点：

还有一个好处就是，在需要暖风时，现有的热水循环在辅助水泵的驱动下把热水从排气歧管中输送到热交换器中，从而更快地获得暖风，提高舒适性。

解析：

双喷技术/涡轮增压器/轻量化回顶部

　　（3）FSI+MPI混合喷射技术

　　所谓混合喷射技术，就是发动机同时采用缸内直喷与歧管喷射相结合的技术，即FSI+MPI混合喷射技术。

说起这个技术相信很多人会第一时间想起丰田的D4-S燃油双喷射技术（年初上市的丰田86的发动机就有采用这种技术），没错，现在大众也来“玩”这种技术了。

　　新一代EA888发动机同样采用这种技术，除了原来的高压燃油直喷系统外，在进气歧管侧增加了传统低压的多点喷射系统。

燃油系统根据发动机的不同工况，采取合适的喷射模式。

另外，缸内直喷的燃油喷射压力也从上代的150bar提高到200bar，旨在压榨每一滴燃油，当然对于燃油的品质要求也更高。

　　采用这种技术可以更为灵活地控制燃烧室内的油气混合物，一方面可以兼顾发动机在不同工况下的效率，重要的是可以降低排放，满足日益苛刻的排放法规。

为什么这么说缸内直喷发动机在低负荷工作时，由于气缸内混合气体中的氧气过量，那么多余的氧气容易与混合气体中的氮气发生反应，产生氮氧化合物，影响尾气的排放。

而采用混合双喷技术，可以很好地兼顾发动机的高效率与低排放，我想这是工程师加入低压喷射的主要原因，全新EA888发动机已经达到了欧6的排放标准。

　　（4）重新设计的涡轮增压器

　　涡轮增压器作为EA888发动机一个核心部件，大众工程师对于它也进行了重新优化设计，结构强度以及增压压力都有所提高。

具有以下特点：

　　首先增压器的涡轮叶片采用新的合金材料，可以承受高达980℃的排气温度。

其次在涡轮处安装了氧传感器，这也是首次把氧传感器布置在涡轮增压器上面，好处是可以第一时间了解到废气中的氧气成分，及时调整喷油量以及气门开闭的时刻，进一步提升发动机的效率。

　　此外，还采用了电动的废气旁通控制阀，相对于之前被动的真空旁通阀，对于阀门的开启和关闭控制得更为快速、更为精准。

另外可以主动开启废气阀门，让催化器快速加入，降低车辆冷启动时的排放。

　　（5）发动机的减重

　　减少发动机重量，也是工程师致力改善的一个方面，毕竟重量与燃油消耗也是息息相关的。

前面提到的排气歧管内置气缸盖的设计，缩小了排气歧管的体积，其实对于发动机的减重也作出了贡献。

　　另外，为了最大化地减少发动机的重量，工程师作出了一系列的措施，如发动机的缸体被设计得更薄，仅为3mm；曲轴的配重块由原来的8个减少为4个；使用全铝制螺栓等等。

此外，新一代EA888发动机的油底壳也改用为质量更轻的树脂材质。

如到时引入到国内，这树脂油底壳能否应对国内的复杂路况呢。

　　总结：

新一代EA888发动机的进化是显而易见，最大的技术亮点就是首次在4缸发动机上采用了内置气缸盖的排气歧管，对于缸盖构造、热力管理系统都得重新设计，这是一次大胆的技术尝试。

此外，采用混合喷射技术、改进的涡轮增压器、发动机内部结构的优化，最终使得新一代EA888在性能得到提升的同时，拥有更低的排放（欧6排放标准），满足未来日益严苛排放法规。

至于未来这款发动机能否继续担此重任，继续延续上代EA888的光环，还是让市场来验证吧。