一汽大众第三代EA888发动机详解

新车新技术NewCarTech30·September伴随着一汽大众的高尔夫A6-GTI、CC和上海大众的途观、斯柯达昊锐的全面上市、升级，大众集团B级车的主力发动机—采用正时链条传动EA888系列发动机也发展到了“开发阶段2”，即第三代。在它前面分别是迈腾上广泛采用的“开发阶段1”和部分奥迪A3上采用过的“开发阶段0”两种EA888发动机，即第二代和第一代。到目前为止，我们见到最多的，就是第二代EA888发动机，全系迈腾都有装备，而第一代很少能够见到，本文不做赘述。下面，就第二代和第三代EA888系列发动机的区别进行介绍。第三代EA888发动机相对于第二代EA888发动机主要有以下几方面的更改：1.8LTSIEA888发动机：主轴承直径从58mm减小到52mm；活塞、活塞环和供油管路改进；采用不同的珩磨工艺、自调节机油泵、真空泵、EA113增压器控制杆。2.0LTSIEA888发动机：活塞、活塞环和供油管路改进；采用不同的珩磨工艺、自调节机油泵、真空泵、日立第三代高压泵、新空气流量计(取消了进气温度传感器，只有3根线)。下面就其主要的变化部分进行详细介绍。1．自调式机油泵几乎是国内大众集团旗下发动机中第一次采用电控可调式机油泵，如图1所示。开发这款自调式机油泵的首要目的是提高运行效率，进一步改善燃油经济性。相比其他的自调节机油泵，这个泵设计的特点是控制更加精确，运行更有效率。传统的机油泵，发动机转速增加，机油压力增加，靠机油泵内部的限压阀限制压力，但是此时，机油泵仍然运行在最大输出量下，需要消耗发动机的动力，而且输入的能量都转化为热能，加速了机油老化。自调节机油泵的结构如图2所示，机油泵泵油如图3所示。自调式机油泵油路如图4所示。新调节方式的理念：采用两个不同的压力。低压(相对)约为1.8bar(1bar=105Pa)。当发动机转速达到约3500r/min时就切换到高图1电控可调式机油泵油压调节阀N428可调式机油泵图2自动调节机油泵的结构油压调节阀N428驱动链轮端盖移动单元调节弹簧从动齿轮(可轴向移动)调节活塞冷启动阀单向阀泵壳体移动单元的压缩弹簧带有主动齿轮的输入轴图3机油泵泵油机油泵主动齿轮机油泵出油口机油泵从动齿轮(可轴向移动)机油泵进油口(来自油底壳)移动单元的前活塞端面图4自调式机油泵油路移动单元的压缩弹簧通往前活塞端面的油路从动泵齿轮(可轴向移动)输送的机油已过滤机油侧的压力通道油压调节阀N428已过滤机油侧的可控压力通道已过滤机油侧的压力通道通往后活塞端面的油路调节弹簧通往前活塞端面的油路回流到油底壳(无压力)调节活塞通往后活塞端面的油路移动单元的后活塞端面移动单元输入轴上的主动泵齿轮一汽大众第三代EA888发动机详解文/河北常保利栏目编辑：桂江一[e-mail]312010/9·轴向产生最大移动，那么这时的供油能力是最小的(输送的只是齿间挤出的机油)；也就是说，齿轮的位移越大，供油能力越低。这个位移过程是通过将过滤完的机油的压力引到移动单元的前部活塞面上而实现的。移动单元的前部活塞面上还作用有压力弹簧力。移动单元的后部活塞面上一直加载着过滤完的机油的压力。如图5所示。电控可调式机油泵工作过程可以分为以下几种情况。(1)发动机启动时如图6所示，是发动机启动时机油泵的工作状况(该泵开始供油)。发动机机油通过已过滤机油侧的压力通道作用到调节活塞的所有面上以及移动单元的两侧。发动机控制单元激活机油压力调节阀N428，使可控压力通道处于打开状态，于是机油压力就作用到调节活塞的所有面上。移动单元就保持在这个位置上。该泵以最大供油能力来供油，直至建立起低压(约1.8bar)。如果发动机怠速运行的话，压力可能低于这个值。这个压力值过低会损坏发动机，因此必须对机油压力值进行监控。这个监控工作由机油低压压力开关F378来完成。(2)达到低压时如果发动机转速升高了，那么机油压力也稍微提高了，这就使得调节活塞顶着调节弹簧力发生了移动。于是通向前部活塞面的机油通道就被封闭了，与此同时通向无压力的回流管(进入油底壳)开口就打开了。这时，后部活塞面的上的液压力就大于弹簧力了。于是移动单元就顶着压力弹簧力发生了移动，泵的从动齿轮相对于主动齿轮也就发生了轴向移动。此时泵的容积流量(供油能力)就减小了，也就是根据发动机的机油耗油情况进行了适配。这个容积流量(供油能力)的适配就使得机油压力保持在一个相对恒定的水平。机油压力值等于供油量与发动机转速的乘积，由于移动单元的压缩弹簧弹性系数一定，因而机油压力值可以保持在相对恒定值，那么供油量和发动机转速的关系就是反比的关系，当转速较低时，供油量较大，当转供油量最大：油泵齿轮无位移供油量最小：油泵齿轮最大轴向位移图5移动单元工作情况图6发动机启动时机油泵的工作状况移动单元的压缩弹簧从动泵齿轮(可轴向移动)输送的机油油压调节阀N428转速(r/min)相对机油压力(bar)通往前活塞端面的油路被封闭通往后活塞端面的油路调节弹簧调节活塞克服调节弹簧力向右移动通往后活塞端面的油路移动单元的后活塞端面已过滤机油侧的压力通道图7机油压力稍微提高的状态移动单元的压缩弹簧从动泵齿轮(可轴向移动)输送的机油已过滤机油侧的压力通道转速(r/min)相对机油压力(bar)通往前活塞端面的油路被封闭通往后活塞端面的油路调节弹簧调节活塞克服调节弹簧力向右移动通往后活塞端面的油路移动单元的后活塞端面移动单元发生移动压，这时压力(相对)约为3.3bar。压力调节是通过调节泵齿轮的供油量来实现的。这样就可以按机油冷却器和机油滤清器下游所需要的机油压力来精确地供给机油了。机油循环是通过移动单元的轴向移动(就是两个泵齿轮的相对移动)来实现的：如果两个泵齿轮正对着，那么这时的供油能力是最大的；如果泵的从动齿轮在新车新技术NewCarTech32·September速提高导致机油压力提高，会使得移动单元向箭头方向移动，供油量减小，如图7所示。这样就限制了机油压力的进一步上升，那么机油压力就维持在一个相对恒定的水平上，这是一个动态的平衡过程。(3)切换到高压前的状态如图8所示，随着发动机转速不断上升，机油压力随之升高，图中深绿色表示压力升高。在马上就要切换到高压前的状态(压力值为1.8bar左右)，此时移动单元完全伸出，机油压力就被限制在1.8bar左右。(4)切换到高压的状态如图9所示，在转速超过约3500r/min时就切换到高压状态。为此机油压调节阀N428就被断电。这就使得可控压力通道被关闭，与此同时也关闭了通向油底壳内的无压力腔的开口。由于现在调节活塞的一个作用面不再作用有机油压力了，调节弹簧的力就占上风。调节活塞继续向左移动，以至于通向移动单元前部活塞面的机油通道就被打开。这时作用在前部活塞面的机油压力和压力弹簧就再次将移动单元向回推，直到该泵的两个齿轮又几乎完全正面相对，这时泵以最大供油能力在供油。移动单元保持在这个位置上，直至机油压力达到约3.3bar。(5)达到高压的状态如图10所示，机油压力调节阀N428仍图8切换到高压前的状态移动单元转速(r/min)相对机油压力(bar)图9切换到高压的状态移动单元被推回输送的机油油压调节阀N428转速(r/min)相对机油压力(bar)可控压力通道(此时无压力)通往前活塞端面的油路被打开调节弹簧调节活塞在调节弹簧力作用下左移动图10达到高压的状态移动单元输送的机油油压调节阀N428转速(r/min)相对机油压力(bar)可控压力通道(此时无压力)调节活塞调节弹簧图11涡轮增压器吸油行程回流泵油开始泵油电磁阀接通活塞行程激活信号电流衰减时间图12第二代EA888发动机的高压燃油泵工作原理图13第三代EA888发动机高压燃油泵工作原理进油阶段回油阶段供油阶段油压控制阀N276进油阀出油阀栏目编辑：桂江一[e-mail]332010/9·然处于断电状态。调节活塞与调节弹簧之间力的关系由机油高压来保持着(有效的活塞面积减小)。如果发动机转速继续升高，那么移动单元就又开始移动(就像低压状态时那样)。切换到高压由机油压力开关F22(在机油滤清器模块上)记录下来。可控机油通道在高压时仍由机油压力调节阀N428保持关闭状态。直至机油压力达到约3.3bar。机油压力和调节弹簧力平衡后，高压保持在相对恒定的水平。几种发动机机油压力供给和需求的比较，可见自调节的机油泵更能满足要求。这样做的目的是：当不需要较高的机油压力时，将机油压力控制在较低的范围内，这样做的目的有两个：①改善排放。一方面，机油压力高，发动机相应负荷大，燃油消耗也会大，另一方面，以前的设计较高的机油压力，相应也会有较多的机油参与燃烧，也就是机油消耗大，排放也会变差。②降低了机油消耗量。在不需要高的机油压力的时候通过电磁阀控制降低油压，进而也会降低机油消耗量。2．增压器方面的变化和上一代相同，涡轮增压器和排气管做成一个整体，如图11所示。排气歧管下面用夹紧带固定，拆卸和安装都比较方便，1.8LTSI发动机的压力单元设计上是可以单独更换和调整的，而2.0LTSI发动机的是整体式的；1.8LTSI发动机的是博格华纳生产的，2.0LTSI发动机的是日本IHI生产的；1.8LTSI发动机增压压力1.7bar，2.0LTSI发动机增压压力1.75bar；2.0LTSI发动机增压器带有消音器，1.8LTSI发动机则没有。增压器的最高转速为20万r/min；最高温度为950℃。3．高压燃油泵方面的变化第三代EA888发动机采用的是全新的高压，其改变的主要原因是：在第一代和第二代发动机采用的高压泵中，从一启动到真正正常工作之前，前几个循环是以低压喷油的，这样会消耗很多燃油，同时燃油雾化不好，导致排放也会很差，而第三代高压泵即使在电脑没有进入正常工作状态时也是以最高压力喷油的，所以燃油雾化好，排放也会少，所以，可以说高压燃油泵的改变主要是从排放考虑的。新式的燃油高压泵，在断电后压力上升直到限压阀打开，最高压力190bar，与上一代正好相反，这是由于他们的结构上有着本质的区别，第二代EA888发动机的高压燃油泵工作原理如图12所示。第三代EA888发动机高压燃油泵工作原理如图13所示。不难看出，如果在维修高压燃油系统的时候还是按照上一代的维修方法是不可行的，必须使用VAS505X诊断仪的引导功能进行泄压后，才能打开高压燃油系统。发动机柴油电喷国三排放，可全国各地上牌入户发动机柴油电喷国三排放，可全国各地上牌入户