EA888 evo4 是大众奥迪2.0T发动机系列在排放与燃烧控制方面的一次重要升级。本次整理基于官方技术资料,对其三种功率等级(LK1、LK2、LK3)的结构与系统变化进行梳理,包括燃烧室与活塞结构调整、正时链条系统改进、350bar高压燃油系统、喷油器优化以及曲轴箱通风与排放系统设计。同时结合不同型号(DNNA、DNPA、DNFB等)的动力参数与排气系统布局,介绍EA888 evo4在排放控制、燃油喷射与机械结构方面的主要技术变化。
01
EA888 evo4 发动机概述
EA888 evo4 是奥迪开发的下一代四缸汽油发动机,属于 2.0 L 排量的涡轮增压直喷发动机。该系列在现有 EA888 架构基础上进行了多项改进,主要目标是降低排放并提升功率输出效率。
主要改进点包括:
采用新型燃油喷射器,喷射压力由原来的 200 bar 提升至 350 bar 。
通过结构优化减少发动机内部摩擦损失。
对 NVH 特性进行了进一步优化,使声学表现有所改善。
排放系统进行了升级, 汽油颗粒捕集器(GPF)和催化转换器体积增大 ,以改善颗粒物和尾气排放水平,从而满足最新排放法规要求。
该发动机由奥迪提供 三种功率等级 ,并同时支持 纵置和横置布置形式 。
在功率等级1的版本中,发动机采用B-cycle(B循环)燃烧过程。关于该燃烧策略的详细说明,可参考奥迪 2.0 L TFSI 发动机 EA888GEN3;在纵置布置的应用中,还提供 功率等级 2 与电动机组合的混合动力版本 。
与之前版本一样,EA888 evo4 预计将广泛应用于 大众汽车集团多个品牌和车型平台。
02
功率版本与车型装配情况
2.1 EA888 evo4(Q3 AU326 F3 quattro)
排气系统 Q3 AU326 F3 quattro
2.2 EA888 evo4 功率等级(LK2)
发动机基本参数
动力特性
动力曲线特点:
扭矩在约 1600 rpm 即达到 370 Nm
扭矩平台持续至 4300 rpm
功率在 5000 rpm 后达到最大值并维持至约 6500 rpm
燃烧与增压系统
燃料与排放系统
排气系统(Q3 AU326 quattro)
排气系统主要部件
2.3 EA888 evo4 功率等级(LK3)
2.3.1 基本说明
2.3.2 相对于 EA888 Gen.3(LK3 EU6 AG / MQB37)的改进
2.3.3 搭载车型
2.3.4 功率等级
2.3.5 发动机基本结构
2.3.6 动力特性
动力曲线特点:
扭矩在约 2000 rpm 即达到 400 Nm
扭矩平台可持续到 5200 – 5450 rpm
功率峰值出现在 5300 – 6500 rpm
2.3.7 燃烧与增压系统
2.3.8 燃料与排放系统
03
EA888 evo4 发动机机械结构
3.1 正时链条系统的改进(LK1)
3.1.1 改进目标
3.1.2 结构变化
在 EA888 evo4 LK1 发动机 中,燃烧室结构进行了重新设计,由此带来以下变化:
由于结构变化,正时链条系统进行了重新设计。
3.1.3 链条结构调整
3.1.4 链条张紧系统调整
由于不同功率等级发动机在正时驱动系统中产生的振动特性不同,因此:
3.1.5 LK1 正时驱动系统(Steuertrieb)
EA888 Gen.3 发动机在 2014年改款 时已经引入新的链条结构:
3.1.6 平衡轴驱动系统
3.1.7 结构要点总结
EA888 evo4 LK1 正时驱动系统主要变化包括:
正时链条 长度缩短(168节)
凸轮轴间距变化
链条结构升级
链条张紧器重新匹配
平衡轴链轮尺寸微调
机油泵驱动链条变窄
3.2 EA888 evo4 曲柄连杆机构对比(LK2 / LK3 与 Gen.3)
3.2.1 与 EA888 Gen.3 相同的部件
3.2.2 evo4 新增或调整部件
3.2.3 活塞结构变化
由于燃烧室结构重新设计,活塞也进行了调整。
原因:
燃烧室形状改变 → 气门运动轨迹改变 → 活塞气门凹槽需要重新设计。
3.2.4 LK2 活塞结构对比(Gen.3 vs evo4)
3.2.5 曲柄连杆机构基本参数
技术要点(从结构变化看)
evo4 曲柄机构的主要变化其实不在曲轴或连杆,而在:
活塞结构
平衡轴轴承结构
燃烧室匹配
换句话说:
曲轴、连杆基本沿用 Gen.3
调整集中在 燃烧系统和振动结构 。
04
燃油系统
4.1 开发目标
燃油系统开发的主要目标是降低发动机的颗粒物原始排放。为实现这一目标,对燃油系统进行了进一步优化,主要包括:
提高燃油喷射压力
优化直喷喷油器的电磁阀结构
针对冷启动工况开发新的喷射控制软件
4.2 降低颗粒物原始排放的措施
喷油器根据发动机不同功率等级进行匹配,其调整主要体现在喷油器的流量设计。
喷油器的流量需要满足两个条件:
能够在高负荷时提供足够的燃油量
在部分负荷工况下保持较小流量,以便通过多次喷射实现更精确的燃油控制
通过这种设计,可以在发动机暖机阶段显著降低颗粒物原始排放。
因此,高喷射压力配合小流量喷油器,是兼顾高性能与排放性能的一种有效方案。
喷油器的喷雾形状也经过优化,以实现:
更好的燃油雾化
减少燃烧室壁面润湿
发动机控制单元在混合气形成阶段最多可执行 5次喷射 。
这种多次喷射主要用于 催化器加热阶段 ,特别是在高扭矩需求时。
随着发动机转速升高,可实现的喷射次数会减少。
4.3 燃油系统结构
燃油系统的基本结构与 EA888 Gen.3 发动机相同,但进行了以下改进:
高压泵进油管由橡胶软管改为 聚酰胺管(PA管)
高压燃油压力提高至 350 bar
取消 MPI歧管喷射系统
采用 锻造式高压共轨(High-pressure rail)
使用新一代喷油器
不同功率等级使用不同供应商的系统:
喷油器喷嘴直径为 6 mm ,并通过减少喷油液滴尺寸来改善混合气形成。
与 Gen.3 发动机相比,新型喷油器在以下方面进行了优化:
喷嘴端部直径减小
O形圈尺寸减小
这些变化可以:
提高燃油喷射效率
降低喷嘴端部温度
在发动机达到工作温度后的怠速工况下,高压燃油系统的最低压力约为:
100 bar ± 20 bar
该压力值会根据以下因素变化:
发动机空气需求
燃油温度
发动机功率等级
发动机转速
4.4 高压燃油泵
不同功率等级使用不同供应商的高压燃油泵:
高压燃油泵的驱动方式与 EA888 Gen.3 相同:
由 四凸轮结构驱动
所有版本的高压泵均采用 统一的安装法兰设计 。
此外,燃油系统在结构上进行了加强,以提高车辆在 碰撞事故情况下的燃油密封安全性 。
05
曲轴箱通风与燃油箱通风系统
5.1 系统概述
曲轴箱通风系统与燃油箱通风系统在 EA888 Gen.3 发动机基础上进行了继承与进一步优化。
在 evo4 发动机中,该系统进行了进一步改进。
开发目标是在发动机整个工作范围内保持曲轴箱内稳定的负压状态,包括:
怠速工况
部分负荷工况
增压工况
这一目标通过在 废气涡轮增压器前的进气管路中设置喷射泵(文丘里抽吸装置)来实现。
5.2 压力传感器(美国市场)
由于法规要求,美国市场的车型在连接至涡轮增压器的通风管路中安装了 压力传感器 。
该传感器的作用是对系统功能进行实时监测,例如:
确认维修后系统是否正确安装
检测系统是否存在泄漏
检测通风管路是否发生堵塞
如果某条通风管路出现破裂或泄漏,曲轴箱内的负压将无法维持。
压力传感器能够检测到该压力变化,并将故障信息发送至发动机控制单元。
在没有此法规要求的市场,该位置安装 假传感器(Dummy) 。
5.3 压力传感器的主要功能
压力传感器主要承担以下功能:
在增压工况下测量通风管路中的压力
当通风管路出现泄漏或破裂时检测曲轴箱负压变化
将检测到的异常状态传递给发动机控制单元
5.4 燃油箱通风系统的改进
在 evo4 发动机中,燃油箱通风系统也进行了调整。
通过在 油气分离器模块内增加两个单向阀 ,实现了以下改进:
将 燃油箱通风系统(EVAP) 与 曲轴箱通风系统(PCV) 相互分离
减少两个系统之间的相互影响
5.5 系统适用范围
该系统设计适用于 MQB 平台车型 。