探秘第五代 EA888發(fā)動機 的 “秘密武器” 可變截面渦輪增壓VTG
上個月,上汽大眾途昂 Pro亮相 ,最大的亮點之一是首次搭載了第五代 EA888 發(fā)動機 ,可以說是大眾在內燃機領域的重大更新,而且第五代EA888發(fā)動機率先在中國量產,可見中國市場的重要地位。
第五代 EA888 發(fā)動機在動力、油耗和排放方面都有很大的進步。 這次全新的第五代EA888發(fā)動機看點也很多,比如采用了500bar 超高壓燃油系統(tǒng),500bar相當于海底5000米的壓力,高壓噴油最大的轟出導致燃油霧化更細,燃燒效率提升;還有全工況米勒循環(huán),結合 AVS 可變氣門升程,讓熱效率提高了 3%,低油耗范圍擴大 5 倍,簡單說就是更多工況下都更省油了。
不過我們今天要講的是第五代EA888發(fā)動機上新增的可變截面渦輪增壓器VTG ,這可是從保時捷上下放的技術。
第一個問題,為什么我們需要可變截面渦輪增壓技術?
開過帶渦輪增壓車的朋友都知道,持續(xù)踩下油門之后,動力會在某個轉速區(qū)間突然變強,感覺好像被踹了一下,這是因為渦輪到了一定轉速之后才能實現(xiàn)工作壓力,動力突然增大,這就是經常說的渦輪遲滯現(xiàn)象,但隨之而來的問題就是動力輸出不流暢,體感不佳,也更費油。
一般來說廠家會優(yōu)化發(fā)動機控制策略斷優(yōu)化 ECU 程序來改善渦輪遲滯現(xiàn)象。但是想從根本上解決,還是要用硬件上改變。比如用電子渦輪增壓、雙渦輪增壓、小尺寸渦輪,但是這幾個辦法要么還不夠成熟,要么有點貴,要么就是有局限性,最好的辦法就是一個渦輪可以當多個用,低速能用高速也能用,所以你懂的,可變截面渦輪增壓技術就應運而生了。
VTG 可變截面渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理也很簡單,通過實時調整導流葉片角度,改變排氣流道截面積和氣流流向。在低轉速時,導流葉片夾角減小,流道截面縮小,氣流速度顯著提升,推動增壓器轉速快速升高,大幅降低渦輪遲滯。第五代 EA888 發(fā)動機采用 VTG 技術后,從 0 扭矩爬升至最大扭矩僅需不到 2 秒,比上一代提升近 20%,在 1700 轉時即可達到 400N·m 峰值扭矩,最高扭矩平臺在1700 - 4500轉速范圍內均可輸出,在5000 - 6500轉速范圍內能實現(xiàn)200千瓦的最大功率,和同級的車比,最大功率提高了10%,最大功率轉速范圍擴大了超過3倍,最大扭矩轉速范圍擴大了近2倍。
搭載第五代EA888發(fā)動機的途昂Pro動力性能也因此大幅提升,百公里加速僅需7.6秒,60 – 100km/h的超越加速只需4.6秒。而且,優(yōu)異的發(fā)動機動力性能還大大減少了變速箱的換擋次數,提升了駕駛舒適性,讓途昂Pro的動力輸出相當絲滑。
第二個問題,如何解決高溫和噪音的問題?
動力提升并非沒有代價,渦輪增壓系統(tǒng)面臨的最大難題就是溫度和噪聲的控制。經過渦輪壓縮后的空氣氣溫度升高,密度降低,不僅影響熱效率,還會削弱動力輸出,因此散熱就非常重要。大眾研發(fā)了增壓水冷系統(tǒng),包括水冷集成式中冷器和中冷回路散熱器,相較于傳統(tǒng)風冷系統(tǒng),冷卻效率大幅提高,能在1秒內將壓縮空氣溫度降至60℃以下,并保持穩(wěn)定。無論外界環(huán)境是極寒的-40℃還是酷熱的50℃,發(fā)動機都能實現(xiàn)穩(wěn)定的動力輸出,而且水冷系統(tǒng)的增壓空氣回路比風冷系統(tǒng)縮短了70%,顯著提升了增壓器的響應速度,同時增強了系統(tǒng)可靠性。
在噪聲控制方面,上汽大眾的工程師們借鑒了槍械消音器的原理,在空氣出口處設計了多孔隔板結構消聲器,有效吸收噪音能量。這些設計均通過了嚴苛的試驗驗證,確保發(fā)動機兼具精密與可靠性、強勁與耐久。
很多人也會好奇,這顆渦輪的耐用性如何,上汽大眾其實是做了極端實驗的,在原地無風的條件下,對增壓器進行反復的“灼燒 - 冷卻”循環(huán)。先讓排溫升高到1千度以上并持續(xù)運行,此時排氣管會被燒得通紅,靠近排氣的渦輪更不用說,幾分鐘后,瞬間切斷發(fā)動機噴油,進入倒拖狀態(tài),持續(xù)向增壓器泵入25度的冷空氣,使渦輪急速冷卻,溫度變化梯度高達230度每秒,形成強烈的冷熱沖擊。通過重復進行數千次這樣的循環(huán)試驗,渦輪和發(fā)動機依然穩(wěn)定運行,要知道,這種極端工況在實際使用中幾乎不可能出現(xiàn)。
綜上所述,途昂Pro搭載的第五代EA888發(fā)動機,通過VTG可變截面渦輪增壓技術、水冷散熱系統(tǒng)以及創(chuàng)新的噪聲控制設計,實現(xiàn)了動力性能上的飛躍,無論是城市通勤還是高速巡航,都能帶來強勁而平順的駕駛體驗,兼顧燃油經濟性與可靠性,堪稱內外兼修的“全能選手”。另外,在中國首發(fā)這臺重磅神機,也體現(xiàn)了大眾對于中國市場的重視與誠意,未來更多前沿技術的應用,將為中國消費者帶來更多驚喜。
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