車(chē)建根

簡(jiǎn)述大眾第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)

車(chē)建根

EA888發(fā)動(dòng)機(jī)是大眾集團(tuán)開(kāi)發(fā)的一款全新的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)擁有汽油缸內(nèi)直噴、發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓和可變氣門(mén)正時(shí)（不含氣門(mén)升程控制）等先進(jìn)技術(shù)，使其擁有更低的油耗以及更強(qiáng)勁的動(dòng)力輸出，廣泛用于大眾集團(tuán)旗下的各個(gè)品牌。本文將對(duì)第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行介紹，供廣大讀者和維修人員進(jìn)行參考。

EA888發(fā)動(dòng)機(jī)是大眾集團(tuán)開(kāi)發(fā)的一款全新的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)擁有汽油缸內(nèi)直噴、發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓和可變氣門(mén)正時(shí)（不含氣門(mén)升程控制）等先進(jìn)技術(shù)，使其擁有更低的油耗以及更強(qiáng)勁的動(dòng)力輸出，廣泛用于大眾集團(tuán)旗下的各個(gè)品牌。其在開(kāi)發(fā)過(guò)程中最重要的兩個(gè)目標(biāo)是滿(mǎn)足歐6排放標(biāo)準(zhǔn)和適用發(fā)動(dòng)機(jī)橫置化模塊平臺(tái)（MQB）。下面以2.0排量版本的發(fā)動(dòng)機(jī)為例，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特性、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械原理等方面進(jìn)行介紹。

發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特性

第三EA888發(fā)動(dòng)機(jī)2.0排量版本可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高、低兩個(gè)功率版本。其中高功率版本為169KW，低功率版本為162KW。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。

燃油系統(tǒng)

第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)帶有雙噴射系統(tǒng)，也就是說(shuō)該發(fā)動(dòng)機(jī)擁有兩種混合氣形成方式。一套用于進(jìn)氣岐管?chē)娚涞模⊿RE）系統(tǒng)和一套用于缸內(nèi)高壓噴射的直噴系統(tǒng)（TSI）。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度、負(fù)荷以及在滿(mǎn)足管理系統(tǒng)的內(nèi)部需求時(shí)，噴油可在兩種模式之間切換。為了進(jìn)一步降低能耗，在缸內(nèi)噴射時(shí)最高壓力上升至200巴。

其工作過(guò)程如下：

發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)階段。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)（水溫低于45℃），系統(tǒng)處于缸內(nèi)直噴狀態(tài)。在壓縮行程通過(guò)高壓噴射系統(tǒng)進(jìn)行三重直噴（3次噴射）。

暖機(jī)和催化器加熱階段。在此階段，系統(tǒng)處于缸內(nèi)直噴狀態(tài)，在進(jìn)氣和壓縮行程進(jìn)行雙重直噴。而且點(diǎn)火提前角減小，進(jìn)氣歧管翻板關(guān)閉。

部分負(fù)荷。如果發(fā)動(dòng)機(jī)水溫超過(guò)45℃，且發(fā)動(dòng)機(jī)處于部分負(fù)荷，則發(fā)動(dòng)機(jī)處于進(jìn)氣岐管?chē)娚洌⊿RE）狀態(tài)，燃油有充分的時(shí)間霧化和空氣混合。

大負(fù)荷。在大負(fù)荷時(shí)，為了滿(mǎn)足動(dòng)力輸出要求，系統(tǒng)會(huì)切換到缸內(nèi)直噴模式。在進(jìn)氣和壓縮行程中進(jìn)行雙重直噴。

緊急運(yùn)行模式。如果任一噴射系統(tǒng)出現(xiàn)故障，發(fā)動(dòng)機(jī)使用另一系統(tǒng)由ECU控制驅(qū)動(dòng)。確保車(chē)輛仍然能繼續(xù)行駛。同時(shí)儀表板中的故障指示燈亮起。

冷卻系統(tǒng)

在第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)中，采用了創(chuàng)新型能量管理系統(tǒng)（ITM）。ITM是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的一項(xiàng)智能冷起動(dòng)和暖機(jī)控制程序。它可實(shí)現(xiàn)全程可變的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)，從而對(duì)冷卻液溫度和流動(dòng)方向進(jìn)行目標(biāo)控制。其核心原件是帶冷卻液泵的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)執(zhí)行器N493，N493是一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥組件。通過(guò)螺釘將N493固定到氣缸蓋下方的進(jìn)氣側(cè)曲軸箱上。N493的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

其中包含一個(gè)冷卻液泵、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)閥、一個(gè)緊急模式恒溫器和用于控制冷卻液液流的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度執(zhí)行器N493和帶轉(zhuǎn)向角度傳感器的齒輪組成。

通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥1和2可以控制冷卻液的流向，可實(shí)現(xiàn)不同的開(kāi)關(guān)位置，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)能量進(jìn)行目標(biāo)控制，讓暖機(jī)更快，并將溫度保持在86～107℃之間。如在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的暖機(jī)階段，旋轉(zhuǎn)閥2關(guān)閉通往發(fā)機(jī)氣缸蓋的冷卻液通道，讓冷卻液只在缸體中循環(huán)。同時(shí)旋轉(zhuǎn)閥1阻止來(lái)自機(jī)油冷卻器和散熱器的回流。使水溫快速上升，達(dá)到縮短暖機(jī)時(shí)間的目的。如果旋轉(zhuǎn)閥組件發(fā)生故障或旋轉(zhuǎn)閥組件的溫度超過(guò)113℃，緊急恒溫器打開(kāi)通往主散熱器的旁通閥。如果發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元沒(méi)有從N493處接收到任何位置反饋信息，則它會(huì)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥，這樣，不管發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和溫度如何變化，可確保發(fā)動(dòng)機(jī)有最佳的冷卻效果。

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)

第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)方面做了大量改進(jìn)和優(yōu)化，如采用更輕的質(zhì)量、集成了排氣歧管的氣缸蓋、改進(jìn)的鏈條傳動(dòng)、可選式活塞冷卻噴嘴、可變氣門(mén)升程切換系統(tǒng)、兩端式油壓調(diào)節(jié)的機(jī)油泵、電動(dòng)廢氣旁通閥驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器等。

集成了排氣歧管的氣缸蓋。將排氣歧管直接集成在氣缸蓋中，發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱過(guò)程中可由廢氣余溫進(jìn)行加熱。從而使暖機(jī)時(shí)間縮短，油耗降低。同時(shí)還可以提前使用車(chē)輛暖風(fēng)系統(tǒng)（冬季）。當(dāng)系統(tǒng)以全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，又可以利用冷卻液對(duì)排氣歧管和廢氣進(jìn)一步得到冷卻，降低渦輪增壓器的熱負(fù)荷。

鏈條傳動(dòng)。對(duì)第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的鏈條進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。同時(shí)增加了一項(xiàng)新功能，即可以對(duì)鏈條是否被拉長(zhǎng)進(jìn)行自診斷。系統(tǒng)通過(guò)凸輪軸和曲軸位置傳感器與凸輪軸與曲軸的相對(duì)位置來(lái)檢測(cè)鏈條的伸長(zhǎng)量。如果位置多次超過(guò)凸輪軸特定的極限，則故障存儲(chǔ)器中會(huì)生成故障代碼。在故障存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)下故障代碼后，應(yīng)對(duì)鏈條張緊器進(jìn)行目測(cè)檢查來(lái)檢查鏈條的伸長(zhǎng)度。如下圖所示。

在正常情況下，可以看到2圈鏈條張緊器的螺紋。如果螺紋數(shù)達(dá)到7圈，則表明鏈條的伸長(zhǎng)量超過(guò)極限需更換。

帶電子增壓壓力調(diào)節(jié)的渦輪增壓器。該渦輪增壓器采用鑄鋼制造，使其工作溫度大大提高，其耐熱溫度達(dá)到980℃。同時(shí)該渦輪增壓器直接通過(guò)螺栓固定在集成于氣缸蓋中的排氣歧管上。渦輪增壓器如下圖所示。

氧傳感器GX10直接通過(guò)螺栓安裝在渦輪增壓器上，增壓器又安裝在集成式氣缸蓋中。因此，可以更快地達(dá)到工作溫度。從而更早地開(kāi)始空燃比的反饋控制，該氧傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后約6秒開(kāi)始調(diào)節(jié)。

電子增壓壓力調(diào)節(jié)的渦輪增壓器的核心部件是增壓壓力定位器V465，在V654上，渦輪增壓器的廢氣旁通閥通過(guò)電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制，可起到快速、精準(zhǔn)的增壓壓力的控制效果。在增壓壓力定位器V465中，還安裝有增壓壓力定位器的位置傳感器G581，G581是一個(gè)霍爾傳感器。它集成安裝在增壓壓力定位器的外殼中。通過(guò)G581的霍爾傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可確定并精確控制廢氣旁通閥門(mén)的位置。這樣可有助于發(fā)動(dòng)機(jī)在1500轉(zhuǎn)/分時(shí)達(dá)到最大350Nm的扭矩，同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化過(guò)程中和超速模式中的增壓壓力可立即變小，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)的踹振和減緩渦輪遲滯效應(yīng)。

（作者單位：杭州汽車(chē)高級(jí)技工學(xué)校）