大众EA888发动机参数及技术特点

http://www.qipei.hc360.com2020年07月24日15:42 来源:汽车维修技术与知识作者:于海东T|T

  从2006年奥迪公司主导开发第一代EA888发动机到现在,EA888发动机已经开发了到了3B阶段。

  EA888各开发阶段主要特点和改进

  

  目前大众、奥迪新款车型中EA888发动机有1.8T和2.0T两个排量,技术参数如下表所示。

  

  这里以EA888 2.0T发动机为例介绍其结构特点。

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  具有气门升程切换功能的气缸盖

  EA888发动机开发了全新气缸盖,将排气歧管集成到气缸盖中。这样废气再循环冷却可在气缸盖内进行,废气在气缸盖内流动。进气和排气凸轮轴有可变气门正时功能。排气凸轮轴还有气门升程切换功能,可使气门在两个不同的凸轮轮廓上打开和关闭。

  冷却液温度传感器通过螺钉拧入变速器侧的气缸中。该传感器安装在气缸盖中最热的位置,它可准确地记录温度变化,防止冷却液沸腾。与EA211发动机不同的是EA888发动机凸轮轴安装在气缸盖内。具有气门升程切换功能的气缸盖如下图所示。

  

  2

  可变气门升程技术(AVS)

  大众/奥迪可变气门升程技术主要通过排气凸轮轴上的电子气门上的气门升程切换以及进、排气门凸轮轴上的可变正时实现对每个气缸气体交换的优化控制,发动机电子控制单元根据当前发动机负荷情况决定使用哪个凸轮。较小的凸轮仅用于低转速。

  可变气门升程有以下好处:优化气体交换;防止废气回流到之前的180°排气缸;进气门打开的时间更早,气体填充程度更充分;通过燃烧室内的较少高压余气提升响应性;在较低转速和较高增压压力下达到更高的转矩。大众/奥迪可变气门升程如下图所示。

  

  ① 凸轮轴构造

  为了在排气凸轮轴上两个不同的气门升程之间相互切换,凸轮轴上安装有4个可移动凸轮件(带有内花键)。每个凸轮件上都装有两对凸轮,其凸轮升程是不同的。通过执行器对两种升程进行切换。执行器接合每个凸轮件上的滑动槽,并移动凸轮轴上的凸轮件。每个凸轮件有两个执行器用于在两种升程之间来回切换。

  凸轮轴中的弹簧加载式球体将凸轮件锁定在其各自的端部位置。凸轮轴的滑动槽和轴向推力轴承会限制凸轮件的移动,如下图所示。

  

  ② 执行器

  在两个电执行器(电磁阀)[气缸1~4的排气凸轮轴执行器(电磁阀)A/B]的辅助下,排气凸轮轴上的每个凸轮件在两个切换位置之间被来回推动。每个气缸的一个执行器切换到更大的气门升程,另一个执行器切换到更小的气门升程。

  每个执行器由发动机控制单元的接地信号启动,通过主继电器提供电压。执行器的电流消耗约为3A,执行器的位置、结构与原理如下图所示。

  

  当电流通过执行器电磁线圈时,金属销在18~22ms内被移动。伸展的金属销接合到排气凸轮轴上凸轮件的相关滑动槽中,并通过凸轮轴旋转推动滑动槽到相应的切换位置。销通过机械方式在滑动槽(相当于一个复位斜面)的作用下缩进去。凸轮件的两个执行器被启动时,总是只有一个执行器上的金属销移动。

  ③ 发动机转速低时的凸轮轴位置及切换

  

  为了使这个负载范围内的气体交换性能更佳,发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。气门升程切换至更小的排气凸轮轮廓,而且右执行器移动金属销。它接合滑动槽,并将凸轮件移至小凸轮轮廓。

  气门现在沿着较小的气门轮廓上下移动。两个小凸轮的位置在某种程度上是交错的,确保气缸两个排气门的开启时间是错开的。这两项措施会使在废气被从活塞中排到涡轮增压器中时,废气气流的脉动减小,从而可在低转速范围内达到较高的增压压力。

  ④ 发动机在部分负荷和全负荷下的凸轮轴位置及切换

  

  驾驶员踩加速踏板,并从部分负荷改变为全负荷。气缸内的气体交换必须适应更高的性能需求。发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。为达到最佳的气缸填充性能,排气门需要最大的气门升程。为达到此目的,左执行器被启动,由左执行器移动其金属销。

  金属销通过滑动槽将凸轮件移向大凸轮。排气门现在以最大的升程打开和关闭。凸轮件也通过凸轮轴中的弹簧加载式球体被固定在此位置。

  3

  创新型热能管理系统

  热能管理是针对发动机和变速器的一项智能冷启动和暖机程序,可对冷却液液流进行目标控制,热能管理系统的核心元件是带冷却液泵的旋转阀组件(下图)。

  

  带冷却液泵的旋转阀组件由冷却液泵、两个旋转阀、紧急模式节温器、发动机温度调节执行器、带转向角度传感器的齿轮等组成。

  如下图所示,旋转阀1通过一根轴由发动机温度调节执行器直接驱动。旋转阀2通过一个中间齿轮(针齿轮)在旋转阀1上齿形门的作用力下运转。

  

  旋转阀1和2是通过机械方式联动的,在运转时会互相影响。另外节温器带有扩张元件,其功能是作为一项安全装置(紧急节温器),旋转阀系统发生故障时,在冷却液温度达到113℃下启动。

  发动机控制单元通过电机控制旋转阀1,可实现不同开关位置,从而使发动机暖机更快,并将发动机温度保持在86~107℃之间。

  当旋转阀1上的齿形门处于145°位置时,它会通过中间齿轮驱动旋转阀2。冷却液液流流向气缸体,随着旋转阀2旋转,液流增加。当旋转阀1处于85°位置时,旋转阀2在达到其最大旋转角度时断开连接,冷却液液流流向气缸体的通道完全打开。

  4

  燃油双喷射技术

  EA888发动机从第3代开始引入燃油双喷射技术,兼具高压缸内直喷(FSI)和进气歧管多点喷射(MPI)。

  燃油双喷射高压直喷和低压进气歧管喷射组件安装位置如下图所示。

  

  双喷射运行模式如下:

  ① 发动机启动时当发动机冷启动且冷却液温度低于45℃时,每次发动机启动,在压缩冲程,通过高压喷油器进行缸内直喷。

  ② 暖机后此阶段,在进气和压缩冲程,低压系统和高压系统同时喷射。点火提前角有一定的延迟。

  ③ 发动机低负荷范围发动机温度高于45℃,且发动机在低负荷范围内运行,燃油喷射切换到低压喷油系统,高压喷油系统关闭。

  ④ 发动机全负荷下在此工作状态下,基于高性能模式,燃油系统切换至高压喷油和低压喷油共同工作模式。在进气和压缩冲程,进行燃油双喷射。

  ⑤ 紧急运行模式如果任一喷油系统发生故障,发动机使用另一系统在发动机控制系统的管理下喷油,从而保证车辆继续行驶,组合仪表中的红色发动机故障报警灯点亮。

责任编辑:庞小涵

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