[汽車之家 發(fā)動機拆解] 這已經(jīng)不是我們拆解的第一臺EA888發(fā)動機了。就在去年的5月,,我們也同樣拆解了一臺配備在凌渡上,、排量為1.8升的第三代EA888發(fā)動機。不過由于產(chǎn)品定位等諸多原因,,那款機型并沒有配備雙噴射系統(tǒng)和集成缸蓋兩項技術(shù),。而當這款全新的2.0T發(fā)動機擺在我們面前時,1.8T上所沒有的技術(shù)終于“完整”地呈現(xiàn)了出來,。
● 有了1.8T,,為何還要有2.0T?這是新趨勢,?滿足不同產(chǎn)品定位所需,。
眾所周知,,EA888系列發(fā)動機一直包含1.8T以及2.0T兩種排量等級,排量上看似不大的區(qū)別其背后不僅是滿足不同產(chǎn)品定位所需,,也是為了給消費者提供一款動力更強的發(fā)動機,。要知道,人類對于速度的追求是沒有極限的,,從早期的馬車到現(xiàn)代的汽車,,不斷有人前仆后繼地刷新著這顆藍色星球上關(guān)于速度的極限記錄。在汽車出現(xiàn)的早期,,想要繼續(xù)提升車輛時速只能通過增加發(fā)動機氣缸數(shù)或增大發(fā)動機排氣量解決問題,。在這個漫長的發(fā)展過程中,人類被那些能夠產(chǎn)生澎湃動力以及高轉(zhuǎn)速時可以發(fā)出魅惑聲音的大排量發(fā)動機所吸引,。因此,,你也不難理解為何車企們會不斷追求動力的提升。
得益于氣門正時相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及渦輪增壓器技術(shù)的屢次更新,,如今的小排量發(fā)動機不再是孱弱的代名詞,,它們要比一個世紀前的大家伙們更有力。盡管在渦輪增壓器介入前仍舊略顯平淡,,但滿足普通人的駕駛需求已無大礙,。當然,人類是貪婪的,,或者說在蕓蕓眾生中,,仍舊有人追求車輛的動態(tài)表現(xiàn),。車企們在近些年開始尋求排量,、動力、燃油經(jīng)濟性,、排放等多方面矛盾的平衡點,。當時間進入到千禧年后,車企們對發(fā)動機氣缸數(shù),、排量給出了一個驚人相似的結(jié)論,,這就是大規(guī)模推廣2.0T。
在“BBA”這三駕馬車中,,由奧迪開發(fā)的“EA系列”發(fā)動機在中國可謂是家喻戶曉的明星,,在奧迪、大眾,、西雅特,、斯柯達等品牌旗下諸多車型上都有搭載。追本溯源的看,,其歷史也可謂悠久,。
EA888系列發(fā)動機發(fā)展至今已經(jīng)是第三代機型。在第一代上,其搭載了渦輪增壓,、缸內(nèi)直噴,、可變氣門正時等主要技術(shù);第二代在第一代基礎(chǔ)上增加了AVS(可變氣門升程)等配置,;而到了第三代發(fā)動機,,除上述技術(shù)外,還新增了混合噴射(缸內(nèi)直噴+歧管噴射),、缸蓋集成排氣歧管等技術(shù),。
EA888發(fā)動機主要技術(shù)一覽 | ||
第一代 | 第二代 | 第三代 |
主要技術(shù)包括: 渦輪增壓、缸內(nèi)直噴,、 可變氣門正時系統(tǒng) | 在第一代的基礎(chǔ)上增加: 可變氣門升程技術(shù) ( 僅搭載部分車型) | 在第一,、第二代基礎(chǔ)上增加: 混合噴射(缸內(nèi)直噴+歧管噴射) 集成了排氣歧管的缸蓋 |
除了上面提到的這些車企外,福特,、通用等廣為人知的車企也都或通過自行研發(fā),、或通過合作等手段推出了2.0T發(fā)動機。那么,,究竟是什么原因促使眾多車企偏好這個排量的增壓發(fā)動機呢,?
● 為何偏好4缸、2.0T,?在動力性,、發(fā)動機體積和稅率等因素間找到平衡點。
發(fā)動機缸數(shù),、排量的確定需要綜合考量眾多因素,,隨著各國排放法規(guī)變得越發(fā)嚴苛,排量不斷縮減成為了一種趨勢,。在綜合考慮了油耗,、搭載不同車型平臺后的適應(yīng)性、動力性,、排放等問題后,,便出現(xiàn)了我們上面提到的情況。
除此以外,,另一個不能回避的問題便是排量引發(fā)的稅費差別,。以500mL的單氣缸排量為基礎(chǔ)開發(fā)的發(fā)動機能更好地迎合全球范圍的排量稅法規(guī)。以中國為例,,進口車征收的消費稅按排量分級如下:
(中國)進口車消費稅按排量級規(guī)定表 | ||||||
排量 | 1.0-1.5L
| 1.5-2.0L (不含1.5L) | 2.0-2.5L (不含2.0L) | 2.5-3.0L (不含2.5L) | 3.0-4.0L (不含3.0L) | 4.0L以上 |
征收稅率 | 3% | 5% | 9% | 12% | 15% | 40% |
● 不斷開疆拓土的2.0T:高端車型也紛紛盯上了2.0T發(fā)動機,。
正當人們還在探討2.0T發(fā)動機的適用性時,,隨著一眾旗艦車型的更新?lián)Q代,人們驚訝的發(fā)現(xiàn)那些曾經(jīng)“大胃口”的家伙們都開始了“節(jié)衣縮食”的減肥行動,。沒錯,,這些售價高昂的車型上亦出現(xiàn)了2.0T發(fā)動機的身影。
從試駕感受上看,,搭載2.0T發(fā)動機的這些“大家伙”駕駛起來雖然無法用兇殘形容,,不過滿足日常使用綽綽有余。當然,,擁有它們的車主肯定不會僅僅停留在夠用就好的初級階段,。豪華品牌、旗艦車型,、4缸,、2.0T這些曾經(jīng)不會被聯(lián)系到一起的詞語,如今已成現(xiàn)實,,雖有些許無奈,,但確實是一個趨勢,人們需要一段時間才能接受,。
對于大眾,、奧迪而言,EA888系列發(fā)動機中的2.0T很早就肩負起滿足橫置,、縱置不同布局的需求,,未來其也將成為大眾品牌定位更高車型的動力總成,所以,,對它進行拆解可以說能一定程度上看懂動力總成的發(fā)展方向,。
● EA888的現(xiàn)狀:目前大眾/奧迪/斯柯達1.8T和2.0T兩個排量級的惟一機型,。
聊了半天2.0T的歷史,,還是讓我們把目光切回到今天的主角上吧。我們已經(jīng)得知EA888家族的誕生是為了取代早前的EA113發(fā)動機,,通過兩次產(chǎn)品升級將多項新技術(shù)應(yīng)用于其中,,在保證動力的前提下提升燃油經(jīng)濟性和環(huán)保能力。
第三代1.8T發(fā)動機已經(jīng)配備在了上汽大眾和斯柯達旗下諸多車型上,,而這款排量更大的2.0T機型除了同樣配備在這些車型的頂配版本上之外,,諸如進口的奧迪Q7、即將登陸市場中大型車PHIDEON或也將搭載這款發(fā)動機,,簡單來說,,全球市場上大眾,、奧迪、斯柯達三大品牌目前幾乎所有在售的2.0T車型以及未來即將在國內(nèi)市場銷售的2.0T車型都會配備該發(fā)動機,。
● 同為第三代EA888發(fā)動機功率設(shè)定和調(diào)校為固定值嗎,?答案是否定的。
據(jù)透露,,不同地區(qū)生產(chǎn)的第三代EA888 2.0T發(fā)動機在主要“大件”(如缸蓋,、缸體、凸輪軸,、正時鏈條等)方面的結(jié)構(gòu)上不存在任何變化,,僅有的不同在于一些管路的走向、規(guī)格的差異以及零部件供應(yīng)商的區(qū)別,。至于軟件方面,,由于中國與歐洲在路況、油品,、消費者駕駛習(xí)慣等很多方面有差異,,所以當新的發(fā)動機正式列裝前,需要進行一系列的測試和標定,,并最終確定適合本土車型的調(diào)校模式,。這也就是國產(chǎn)車與進口車在數(shù)據(jù)表現(xiàn)上有差異的原因之一。
在這里我給大家列了一張表,,可以看到國產(chǎn)車型在調(diào)校上幾乎不存在差異,,而進口車的數(shù)據(jù)表現(xiàn)則有所不同。國產(chǎn)帕薩特,、速派以及高爾夫GTI的最大功率和峰值扭矩均分別為220馬力和350�,!っ祝M口奧迪Q7的對應(yīng)參數(shù)提升到了252馬力和370�,!っ�,,進口奧迪S3的數(shù)據(jù)則進一步提升到了286馬力和380牛·米,。不同的設(shè)定參數(shù)與產(chǎn)品定位和工況息息相關(guān),。
EA888第三代發(fā)動機不同車型參數(shù)對比 | |||||
車型 | 帕薩特/速派 380TSI | 國產(chǎn)高爾夫GTI | 高爾夫R | 奧迪S3 | 奧迪Q7 40 TFSI |
最大功率 馬力(千瓦) | 220(162) | 220(162) | 280(206) | 286(210) | 252(185) |
最大功率轉(zhuǎn)速(rpm) | 4500-6200 | 4500-6200 | 5100-6500 | 5100-6500 | 5000-6000 |
峰值扭矩(牛·米) | 350 | 350 | 380 | 380 | 370 |
峰值扭矩轉(zhuǎn)速(rpm) | 1500-4400 | 1500-4400 | 1800-5100 | 1800-5100 | 1600-4500 |
與2015款帕薩特上搭載的上一代2.0TSI發(fā)動機相比,,2016款帕薩特380TSI在更換了第三代EA888后,,賬面數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯變化,最大功率從200馬力提升到220馬力,,峰值扭矩從280�,!っ滋嵘搅�350牛·米,,達到峰值扭矩的轉(zhuǎn)速從1700rpm提前到了1500rpm,。工程師表示這樣的調(diào)校是考慮到不少消費者的主要駕駛路況是以城市道路為主,,發(fā)動機的轉(zhuǎn)速長期維持在2000rpm以下,將轉(zhuǎn)速降低后能讓渦輪更早地介入工作,,從而提升低轉(zhuǎn)速時車輛的動力性,。
一款發(fā)動機在登陸中國市場前都需要在本地進行臺架測試或路試等工作,為的就是滿足中國道路條件和駕駛者的習(xí)慣,。由于中國各大城市普遍存在堵車的情況,,而且中國車主也不像歐洲人那樣舍得深踩油門,這就使得發(fā)動機的匹配與歐洲肯定存在差異,。即使完成了本土化設(shè)定,,同款發(fā)動機仍有可能根據(jù)市場實際需求推出高低功率不同版本的動力匹配,也就是說未來不排除會推出低功率版EA888的可能,。
● 打開發(fā)動機艙蓋能看到什么,?橫置發(fā)動機,采用進氣歧管在前的反置布局形式,。
2.0T機型仍將采用反置布局的形式,,即進氣歧管在前,排氣歧管在后,,其目的便是為了縮短排氣管路的長度,,讓整體結(jié)構(gòu)更為緊湊,這不僅利于布置,,對于注重平臺化的大眾來說,,結(jié)構(gòu)緊湊的發(fā)動機適應(yīng)性也很強,也難怪小到緊湊型的高爾夫,,大到奧迪Q7,、大眾邁特威一級的SUV和MPV都能應(yīng)用它。
● 燃油噴射系統(tǒng):由缸內(nèi)直噴+歧管噴射結(jié)合的混合噴射系統(tǒng),。
結(jié)合了缸內(nèi)直噴+歧管噴射兩種形式在內(nèi)的混合噴射系統(tǒng)已經(jīng)不算是一個新技術(shù)了,,除大眾/奧迪的這套系統(tǒng)之外,豐田和斯巴魯上搭載的D-4S噴射系統(tǒng)也采用了相同的原理,,其特點在于結(jié)合了兩種單一噴射方式的優(yōu)勢,,動力表現(xiàn)、燃油經(jīng)濟性和環(huán)保表現(xiàn)都能控制得不錯,。
雙噴射系統(tǒng)用的高壓油軌(直噴部分)和低壓油軌(歧管噴射),,都是從高壓油泵接出來的,,而1.8T發(fā)動機的油泵只提供用于缸內(nèi)直噴的出油口,。由于缸內(nèi)直噴的噴油壓力可達20兆帕,而歧管噴射對于油壓的要求并不高,,所以兩根油軌采用了不同的材質(zhì),,缸內(nèi)直噴油軌為金屬材質(zhì),,而歧管噴射為塑料。
在發(fā)動機處于低負荷狀態(tài)時,,發(fā)動機只有歧管噴射一組噴油嘴工作,,相比僅有直噴功能的發(fā)動機而言產(chǎn)生的污染物更少,同時也減少進氣門背面產(chǎn)生積碳的可能,。而當發(fā)動機轉(zhuǎn)速逐漸提高之后,,直噴和歧管噴射兩組噴油嘴同時工作保證發(fā)動機的動力輸出。
至于直噴系統(tǒng)在發(fā)動機達到多少轉(zhuǎn)速時介入工作,,工程師并未給出一個明確的轉(zhuǎn)速值,,而是給了一個較為寬泛的轉(zhuǎn)速范圍,大約在2000-3000rpm之間,。工程師還透露,,兩組噴油嘴開始工作的時間節(jié)點是通過ECU控制的,轉(zhuǎn)速僅作為啟動直噴噴油嘴的參考值之一,。
● 可變氣門正時和升程技術(shù):與1.8T發(fā)動機相同,。
可變氣門正時和升程兩個功能(什么是可變氣門正時/升程技術(shù)?)分別在第一,、二代EA888發(fā)動機上就開始出現(xiàn),,無論1.8T還是2.0T都可采用該技術(shù)。凸輪軸前端的兩個電磁閥分別控制進氣側(cè)和排氣側(cè)凸輪軸的角度,,其中進氣凸輪軸調(diào)節(jié)范圍為60度,,排氣側(cè)為40度,無論1.8T還是2.0T發(fā)動機,,其調(diào)節(jié)角度并沒有不同,。可變氣門升程技術(shù)僅配備在排氣側(cè)的凸輪軸上,,通過切換兩組升程不同的凸輪來實現(xiàn)調(diào)節(jié)排氣門開度的目的,。
『原理展示,!析奧迪可變氣門升程系統(tǒng)』
此前我們的說客嘉賓“愛車的諾諾”曾遇到過一臺里程15萬公里的大眾車型,,該車因為氣門搖臂損壞導(dǎo)致發(fā)動機發(fā)生較為嚴重的故障(點擊此處了解)。此次拆解時我們發(fā)現(xiàn)該搖臂的造型與以往有所差異,,搖臂的圓形滾子更厚,,內(nèi)部的滾珠都被兩側(cè)金屬板牢牢夾住,新設(shè)計或能夠避免因滾珠失效造成搖臂損壞失效的情況發(fā)生,。當然,,具體耐用性究竟如何,還得經(jīng)受住時間和里程的考驗,。
● 集成式缸蓋:結(jié)構(gòu)緊湊,,冷卻水升溫更快,,制造工藝比傳統(tǒng)缸蓋更復(fù)雜。
集成了排氣歧管的缸蓋設(shè)計我們已經(jīng)提到不止一回了,,在發(fā)動機熱管理上的優(yōu)勢使該設(shè)計被越來越多的廠家所采用,。除了EA888發(fā)動機外,大眾旗下的EA211(1.4TSI)發(fā)動機以及通用,、本田等品牌的發(fā)動機也都采用了同樣的設(shè)計,,不得不說,這是未來發(fā)動機設(shè)計的趨勢之一,。
與1.8T發(fā)動機相比,,2.0T只是將原本“屬于”渦輪廢氣端外殼的歧管奪了過來納入缸蓋麾下,盡管這能降低渦輪自身的重量,,但對于缸蓋來說其制造工藝就變得復(fù)雜很多,。將排氣歧管納入缸蓋內(nèi)之后,交錯歧管周圍的冷卻水道能夠?qū)⑵绻軆?nèi)的排氣溫度迅速帶熱冷卻水,,不僅能讓水溫以更快的速度達到最佳工作溫度(90攝氏度左右),,對于乘客的體感來說,天冷的時候座艙內(nèi)的暖風(fēng)也會來得更早,。
為了配合冷卻系統(tǒng)的變化,,并能更精準地調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的溫度,靈敏度更高,、調(diào)節(jié)也更靈活的電子節(jié)溫器取代了傳統(tǒng)的石蠟型節(jié)溫器,。1.8T發(fā)動機也使用了電子節(jié)溫器,不過由于沒有采用集成缸蓋式設(shè)計,,冷啟動時冷卻水的升溫速度自然趕不上2.0T發(fā)動機,。
● 氣缸與活塞:1.8T和2.0T發(fā)動機氣缸直徑相同,區(qū)別僅在行程,。
1.8T和2.0T機型的鑄鐵缸體基本沒有太大區(qū)別,,壁厚為3mm,四個氣缸的直徑均為82.5mm,,通過改變活塞的行程實現(xiàn)兩種排量,,其中1.8T的活塞行程為84.1mm,而2.0T發(fā)動機的行程則提升到了92.8mm,。雖然兩者的行程只相差了8.7mm,,但這足以將排量擴大。
氣缸壁表面并非是光滑的,,仔細看的話可以看到內(nèi)壁上有交叉的紋路,,這是加工時留下的。隨著活塞的上下運動,微量的機油可能會通過氣缸壁與活塞環(huán)之間的縫隙進入燃燒室,。為了減少從這里消耗的機油量,,活塞油環(huán)結(jié)構(gòu)進行了改進,,采用了波浪狀的設(shè)計,,刮除效果更好。
至于網(wǎng)友比較關(guān)注的機油分離器的問題,,2.0T發(fā)動機依然使用的是與1.8T發(fā)動機基本相同的旋風(fēng)式設(shè)計,,分離效果恐怕并不會有什么改變。有關(guān)該分離裝置的結(jié)構(gòu)和原理在此前的1.8T發(fā)動機拆解中已經(jīng)詳細闡述過了,,點擊此處直接跳轉(zhuǎn)了解,。
1.8T和2.0T發(fā)動機的渦輪增壓器均由石川島播磨重工業(yè)株式會社(IHI)提供,兩者進排氣側(cè)葉輪的規(guī)格完全相同,,不過由于2.0T發(fā)動機的排氣歧管整合在了缸蓋內(nèi),,所以在渦輪總成上我們看不到歧管結(jié)構(gòu)。而在1.8T發(fā)動機上,,排氣歧管與渦輪廢氣端被鑄造成了一個整體,,兩者很容易就能夠被區(qū)分出來。
從這兩次的拆解中,,我們可以看到相比第二代EA888而言,,全新一代在正時鏈條系統(tǒng)、油氣分離器,、平衡軸等部分都進行了重新設(shè)計,,從而最大程度降低此前各種故障再度發(fā)生的概率。而在諸如缸體結(jié)構(gòu),、曲軸,、渦輪增壓系統(tǒng)等部分進行了輕量化的處理。同時,,此次拆解的2.0T上,,集成在缸蓋上的排氣歧管、混合噴射等技術(shù)的搭載令它在技術(shù)上擁有了這個時代最新的發(fā)動機技術(shù),。那么,,未來呢?
● 未來的EA888如何發(fā)展,?
盡管相比第二代EA888發(fā)動機而言,,第三代機型進行了不少改進。不過,,其并非完美無瑕,。在冷卻控制及熱效率上,我們推測未來第四代EA888將成為其繼續(xù)精進的區(qū)域。以中冷器為例,,大眾旗下的EA211發(fā)動機以及寶馬最新的縱置2.0T發(fā)動機均采用了水冷式設(shè)計,,其效率相比風(fēng)冷而言更為高效。
除此以外,,缸體材質(zhì)上,,排量更小定位更低的EA211發(fā)動機已經(jīng)采用鋁制缸體,相比而言,,第三代EA888仍舊采用鑄鐵缸體顯得不那么與時俱進,,新一代EA888研發(fā)時,我們預(yù)測缸體材質(zhì)也將發(fā)生改變,。
『上面這個視頻詳細展示了寶馬噴霧冷卻系統(tǒng),推薦您觀看』
● 文章總結(jié):未來2.0T級別的主力產(chǎn)品,,集成缸蓋/雙噴射系統(tǒng)配置齊全,。
此次我們提到的雙噴射系統(tǒng)、集成缸蓋以及可變氣門正時和升程對于不少讀者來說已經(jīng)是耳熟能詳?shù)呐渲昧�,,但對于大眾來說,,正是由于有了這些硬件設(shè)施加上后期的不斷調(diào)試和改進才成就了EA888如今在大眾/奧迪集團的地位。
與1.8T發(fā)動機相比,,配備上所有領(lǐng)先技術(shù)的2.0T要顯得更有誠意,。如果說1.8T是大眾“銷量擔(dān)當”的代表的話,那么2.0T足以被冠以“性能”擔(dān)當?shù)姆Q號,。除了帕薩特,、速派等頂配車型外,標榜運動的高爾夫GTI,、凌渡GTS等車型也將配以這樣一顆強健的“心臟”,。從此前高爾夫GTI的評測表現(xiàn)來看,它能在6.66秒內(nèi)將這款運動小車從0加速到100km/h,,跑完400米直線的時間僅為14.79秒相比第六代GTI來說快了不少,。雖然凌渡GTS還未正式上市,但參考了GTI的成績后我們對它的表現(xiàn)又充滿了期待,。
作為一款“民用”發(fā)動機,,發(fā)動機的可靠性仍是優(yōu)先考慮的重點。進化到第三代的EA888已經(jīng)針對前兩代發(fā)動機的問題進行了諸多改進,,對于大眾的誠意和態(tài)度我們?nèi)越o予肯定和鼓勵,,同時也希望它在未來改進和更新的道路上繼續(xù)保持領(lǐng)先勢頭,當然我們也希望這款新機型能夠像它的前輩那樣伴隨著車主跑上數(shù)十萬公里,,獲得更多消費者的口碑,。(文/圖/攝 汽車之家 朱力神 唐朝)
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