2025年,上汽大眾途昂Pro搭載的第五代EA888發動機,以200kW的最大功率、400N·m的峰值扭矩,WLTC工況油耗低至8.35L/100km,展現了燃油發動機的極限。這款發動機的出色表現離不開幾個核心技術的協同作用:可變截面渦輪增壓(VTG)、500bar超高壓燃油系統、以及全工況米勒循環、全工況最佳油氣比、緊耦合排氣凈化裝置等。這些技術的引入與EA888發動機的五代進化緊密相連,尤其是VTG技術的引入,從賽車領域的尖端技術演變為民用發動機的標桿,為EA888發動機注入了靈魂。
那么問題來了,為什么需要渦輪增壓,又為什么需要VTG?
渦輪增壓技術的核心目標是提高發動機效率和動力輸出,而不用單純依賴增加排量,對于大眾集團來說,1974 年保時捷將渦輪增壓技術首次運用在930 Turbo 上,2006年,EA888發動機初代問世,將渦輪增壓帶入大眾化市場,首發于奧迪A4的2.0 TFSI發動機輸出147kW功率和280N·m扭矩,超越同級2.4L自然吸氣發動機,同時油耗更低,開創了“小排量高性能”時代。
渦輪機也曾經存在渦輪遲滯的問題,因為渦輪增壓器需要時間來達到足夠的轉速,輸出更大的扭矩。為了解決這個問題,二代EA888發動機優化了正時鏈條和渦輪組件,三代引入更高效渦輪設計,渦輪響應逐步改善。
到了最新的第五代EA888發動機,則引入了來自保時捷同源技術的可變截面渦輪增壓(VTG)。通過可變截面技術,使得渦輪在低轉速時響應更快,同時在高轉速時保持強勁動力,從而大幅減少了渦輪遲滯的問題。VTG的原理并不神秘:通過可動導流葉片實時調整氣流截面面積和氣流角度,改變排氣流道截面,解決傳統渦輪增壓在低轉速時的遲滯和高轉速時的排氣阻力問題,實現全轉速范圍內的最優增壓效果。有了理論,在具體工藝上也面臨挑戰,汽油發動機高溫排氣對材料耐熱性要求極高,需要材料學突破才使其逐步進入民用領域,但大眾做到了。
除了VTG之外,還有米勒循環的應喲。米勒循環通過延遲進氣門關閉時間延長膨脹行程以提升熱效率,最初用于工業發動機,90年代末被汽車行業發掘,成為應對油耗和排放法規的利器。米勒循環如能結合AVS技術,可優化低負荷效率,油耗顯著降低,大眾一直在研究改進這種方式。
為了實現更高的效率,第五代EA888發動機則突破瓶頸,VTG渦輪的引入實現了低速扭矩或高速功率之間平衡,AVS可變氣門升程系統根據工況毫秒級調節排氣門升程,低速減小開度提升效率,高速加大開度減少阻力,使米勒循環不再局限于低速,熱效率提升至38.5%,低油耗工況范圍擴大5倍,真正達到全工況。升級后的米勒循環在VTG等技術的助力下,不僅降低油耗,還彌補了動力短板,令途昂Pro的WLTC油耗低至8.35L/100km,百公里加速只要7.6秒。
如果說VTG是讓發動機呼吸順暢,全工況米勒循環則是最大化做功行程,而超高壓噴油技術則是讓每一滴汽油霧化的更徹底,和空氣結合的更充分,這樣能量就能得到充分的釋放,早期的發動機噴油壓力較低,燃油霧化效果不佳,導致燃燒不充分,動力輸出受限且油耗較高。隨著技術的逐步進步,噴油壓力不斷提升,從第一代到第三代,再到第五代EA888發動機,如今在500bar超高壓燃油系統加持下,功率提升了23.5%,達到200kW,扭矩提升14.3%,達到400N·m,同時油耗降低3%,顆粒物排放減少75%。回顧EA888發動機的發展歷程,從初代的基礎噴油技術,到第五代的500bar超高壓燃油系統,每一次進步都凝聚著工程師們的智慧與心血。
從2006年初代的渦輪與直噴融合,到二代的可變氣門升程系統,三代的燃油噴射系統和部件優化,再到2025年第五代可變截面渦輪增壓器(VTG)、500bar超高壓燃油系統、全工況米勒循環和全工況最佳油氣比以及緊耦合排氣凈化裝置,EA888發動機歷經五代,迄今為止的最強版本最終在途昂Pro上綻放光芒,也證明了燃油發動機在技術驅動下仍然有無限可能。
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