全新設(shè)計(jì)的燃燒系統(tǒng)使得第五代EA888擁有500Bar燃油系統(tǒng),更高的燃油壓力在提升熱效率的同時(shí)可有效減少顆粒物排放,為發(fā)動(dòng)機(jī)提供了更強(qiáng)的爆發(fā)力。同時(shí),這款發(fā)動(dòng)機(jī)500bar高壓噴嘴結(jié)合多段分次噴射精確控制,單次噴油時(shí)間縮短至0.8ms,油束貫穿距離減少10mm,避免濕壁效應(yīng),保護(hù)機(jī)油,減少積碳,降低磨損。
為了應(yīng)對(duì)500Bar的噴油壓力,其高壓燃油泵材料升級(jí)為高強(qiáng)度鋼,柱塞采用金剛石涂層,耐壓、耐磨、耐腐蝕性能顯著提升。為了確保長(zhǎng)期高壓下的穩(wěn)定性和可靠性,大眾在測(cè)試時(shí)使用了含30%酒精、腐蝕性更高的的E30汽油,并連續(xù)全負(fù)荷運(yùn)行500h,以確保其穩(wěn)定和可靠性。
高壓油軌采用一體鍛造工藝,從實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)焊接工藝無(wú)法達(dá)到的強(qiáng)度和密封性。它在1800bar的爆破壓力下仍能保持密封;并且還要經(jīng)受住800bar、1000萬(wàn)次脈沖耐久的考驗(yàn)。噴油器采用超寬溫密封環(huán),能承受的工作溫度為-40℃~140℃,即便在極冷環(huán)境下,仍可以保持高壓密封需求。
通過(guò)增強(qiáng)的曲軸主軸承寬度和更長(zhǎng)的潤(rùn)滑油槽,提升了承載能力和潤(rùn)滑效率。新的曲軸油道設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)連桿軸承的連續(xù)供油,首次采用的葉片式機(jī)油泵則滿足了機(jī)油流量的需求,確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),將曲柄直徑從47.8mm增至50.0mm,強(qiáng)化了曲軸的機(jī)械強(qiáng)度。整體提升了第五代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、可靠性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
為進(jìn)一步提高動(dòng)力響應(yīng),這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)縮短了進(jìn)氣路徑,使得增壓后的空氣以最短距離進(jìn)入進(jìn)氣歧管;同時(shí),得益于全新集成中冷進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì),在節(jié)氣門、進(jìn)氣歧管上引入冷暖循環(huán),避免了極寒環(huán)境下節(jié)氣門體結(jié)冰問(wèn)題,提升發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和耐久性。
第五代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)采用了與保時(shí)捷同源的可變進(jìn)氣截面(VTG)增壓技術(shù),VTG可在低速、高速車況下智能調(diào)節(jié)進(jìn)氣,解決了常見(jiàn)廢氣閥渦輪增壓器以截面積固定而存在的渦輪遲滯問(wèn)題。低轉(zhuǎn)速時(shí),可變進(jìn)氣截面渦輪增壓器減小渦輪葉片開(kāi)度,加速?gòu)U氣流動(dòng)快速驅(qū)動(dòng)渦輪,精確控制的氣門正時(shí)和氣門升程系統(tǒng)、低阻力進(jìn)排氣優(yōu)化設(shè)計(jì),提升進(jìn)氣量,改善發(fā)動(dòng)機(jī)中低速扭矩表現(xiàn),提升發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)速度;高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下,可變進(jìn)氣截面渦輪增壓器葉片截面開(kāi)度增大,降低渦輪增壓器轉(zhuǎn)速,從而帶來(lái)更強(qiáng)更穩(wěn)定的后段動(dòng)力輸出。數(shù)據(jù)方面,相比第三代高功率版本,功率由162kW提升至200kW(23.5%),扭矩由350N·m提升至400N·m(14.3%),0~100km/h加速可提升至7.6s。
受益于全新凸輪軸設(shè)計(jì)和可變進(jìn)氣截面增壓器,第五代EA888達(dá)成全工況下的“米勒循環(huán)”。結(jié)合新的大滾流比進(jìn)氣道和集成式排氣道設(shè)計(jì),以及耐溫材料和500bar高壓燃油系統(tǒng)等升級(jí),確保燃油燃燒過(guò)程中達(dá)到理想的lambda(過(guò)量空氣系數(shù))=1,即油氣最佳配比,這意味著油氣混合幾乎完全燃燒。直徑低至6μm的燃油噴霧,配合高滾流比進(jìn)氣道設(shè)計(jì),微小的油粒在強(qiáng)勁的進(jìn)氣渦流推動(dòng)下,使得油氣充分混合,同時(shí)顆粒物排放優(yōu)化75%,在保證動(dòng)力性的前提下最大化燃燒完全度并控制排放,排放物遠(yuǎn)已經(jīng)達(dá)到國(guó)七排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),在帶來(lái)更強(qiáng)動(dòng)力的同時(shí),這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可將途昂Pro的WLTC工況油耗下探至8.35L/100km的水平。
在全工況米勒循環(huán)中燃燒、做功之后,接下來(lái)的挑戰(zhàn)是如何處理和利用排氣。大眾的解決方案是充分利用尾氣能量驅(qū)動(dòng)VTG渦輪增壓器,同時(shí)使用緊耦合排氣凈化裝置,最大限度的降低排放。所謂緊耦合是指將三元催化器和顆粒捕捉器高度整合,并且盡可能靠近發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口。這一設(shè)計(jì)能夠更快吸收高溫排氣熱量,使催化器第一時(shí)間實(shí)施氧化還原反應(yīng),重組尾氣分子,降低排放。
為了實(shí)現(xiàn)這種工程優(yōu)化,工程師安排了兩個(gè)溫度傳感器,兩個(gè)氧傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)工作狀態(tài),使系統(tǒng)時(shí)刻最優(yōu)。同時(shí)強(qiáng)化了整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料,全部使用了高鎳不銹鋼,關(guān)鍵部位使用鈦合金不銹鋼,并使用了激光焊接技術(shù)。生產(chǎn)過(guò)程中使用了定制化封裝技術(shù),確保每一個(gè)三元催化載體、襯墊、殼體適配。