機皇來了：第五代EA888最詳細解析

EA888發動機作為全球高效動力的標桿，多次榮獲“沃德全球十佳發動機” 獎項，累計裝配超過2000萬輛汽車。歷經渦輪增壓和燃油直噴技術的革新，EA888實現了從性能車到家用車的全面適配。日前其橫置、高功率版的第五代EA888發動機，官宣在途昂 Pro上全球首發。

200kW（272馬力）的最大功率與400Nm的峰值扭矩，讓途昂Pro零百加速僅需7.6秒，一腳油門，強烈推背感瞬間襲來，駕駛激情即刻點燃。全工況米勒循環充分利用燃油能量，最終達成WLTC工況8.35L/100km的低油耗。與D Q501七速濕式雙離合變速箱默契配合，換擋干脆利落，毫無頓挫。面對復雜路況，4MOTION智能四驅按需分配動力，15擋可調 ，全新一代DCC自適應電子懸架靈活調整軟硬，無論是城市街道，還是郊外泥路，都能保證穩定通過，舒適駕乘。智能駕駛輔助方面，IQ.Pilot智能輔助駕駛系統達到L2+級，支持全速域自適應巡航、撥桿變道等功能。IQ.Drive泊車管家系統新增RPA遙控泊車，停車更便捷。座艙內，15英寸智能2K懸浮式液晶中控大屏、11.6英寸高清副駕娛樂屏、10.3英寸全數字液晶儀表等組成6屏聯動，搭配MOS 3.0 GP智慧車聯系統與雙AI引擎，實現油電同智、油電同進。

該發動機刷新了人們對4缸發動機的認知，實現了更強勁、更經濟、更干凈、更安靜、更可靠的表現，其中創新的增壓全MAP米勒燃燒概念更是讓人眼前一亮：

·同級最強的200kW、400Nm的動力輸出，相當于V6發動機的功率水平

·全MAP不加濃（λ=1），實現了高速大負荷區域的CO排放最優，并保證了持續的高扭矩輸出

·全MAP米勒循環+超高增壓中冷技術，滿足高效+動力的雙重輸出

·相比上一代，3%的發動機能效優化

·滿足歐7法規的清潔尾氣排放，遠低于國6排放限值

·降幅最高5分貝的本體NVH優化，雙平衡軸凸顯豪華特性

·極寒、極熱、高海拔數百萬公里的可靠表現

·整機兼顧了橫置、縱置，并適配48V與高壓插混等技術

本文對第五代EA888進行全面的技術解析，拆分其中的關鍵設計指標。

發動機關鍵設計特點

發動機設計了全新的燃燒系統，與EA888 EVO4相比，壓縮比從9.6：1提高到10.5：1，為超強的動力性能打下基礎。為使該發動機具備更高的耐用性，相關團隊特別對曲軸等關鍵部件的強度進行了強化。例如，加寬了曲軸主軸承，并安裝了更長的油槽。通過重新規劃曲軸油道的鉆孔設計，實現了對連桿軸承的持續供油。為確保機油供應滿足需求，EA888發動機首次采用了葉片泵。柄銷直徑從47.8毫米增大至50.0毫米，曲軸的連桿長度從144.0毫米縮短至140.0毫米，借此得以實現更厚的活塞頂設計。

該發動機燃燒系統的一項關鍵設計是500bar超高壓燃油系統。鑒于其超高壓力，高壓泵的位置進行了重新布局，由原本的凸輪軸驅動改為位于曲軸箱，由進氣平衡軸負責驅動。

500bar超高壓燃油系統

壓縮比一旦提高，發動機很容易出現早燃、爆振問題。為解決這一難題，就得大幅延遲噴油時機。可這么做會縮短混合氣形成時間，所以對混合氣質量要求更高了。500bar高壓直噴能讓燃油霧化得更徹底，但如何維持住這超高壓力的穩定，就成了設計的關鍵。

高壓泵通過單獨的法蘭，安裝在氣缸曲軸箱冷的那一側，由進氣平衡軸經滾輪挺桿驅動。由于位置改變，相比凸輪軸驅動時，轉速變為原來的四倍。為此，在平衡軸上設置了單個凸輪，同時對軸承設計進行調整。高壓噴射閥與高壓油軌，還是采用經典的O型圈連接方式。高壓油軌設計成鍛造件，以便承受更高壓力，并且其螺紋連接從雙螺紋改為四螺紋，讓連接更穩固。

增壓中冷

為了讓EA888發動機能輸出更強勁的動力，特意換上了更厲害的渦輪增壓器。大家都知道，空氣被壓縮后溫度會變高，為了讓高溫的壓縮空氣盡可能地冷卻下來，增加空氣密度，從而提升發動機功率，新款發動機采用了間接式增壓空氣冷卻技術。這個技術可以最大化降低進氣溫度，而且壓縮機和燃燒室之間的空間比較小。

不過，增壓空氣在進入節氣門之前沒辦法冷卻，所以節氣門就配備了液體冷卻裝置。這樣一來，就能有效控制節氣門瓣的溫度上升，還能避免發動機怠速時，因溫度升高導致的泄漏問題。

在設計增壓空氣這部分的時候，不只是要把氣流優化好，聲音方面也得考慮。另外，集成式中冷器的設計也有講究，得防止冷卻水里出現結冰、積碳或者沸騰這些情況，不然會影響發動機的正常工作。

發動機燃燒系統

EA888 EVO5發動機可以達到400Nm的最大扭矩，達到200kW的峰值功率。整機采用了全MAPλ=1與米勒循環的燃燒技術，這使得在輸出大扭矩的同時可以具備更低的油耗。

大眾這次可以說首先開發了一種更新的兼顧油耗與動力性的方式，即通過改變壓縮方式，從內部壓縮轉變為增強外部壓縮（增壓），從而顯著降低缸內壓縮溫度，這對整套燃燒系統是至關重要的。外部壓縮程度越高，在內部壓縮開始前的再冷卻效果就越好，即壓縮結束時的溫度就越低。然而，實現這種過程控制的前提是增加增壓壓力供應和進行高效的增壓空氣冷卻。

在廣泛的工況范圍內，尤其是在接近滿負荷的工況下，可以明顯看到EVO5的增壓壓力顯著提高。EVO5米勒循環程度增加，這使得燃燒中心位置得到優化，即燃燒中心提前。

為了在保持高壓縮比的同時實現不受限制的λ=1（空燃比為1）運行，即使在滿負荷工況下，EVO5發動機也需要采用更顯著的米勒燃燒過程。進氣門開啟時間為150°的設計，結合創新的渦輪增壓技術，使發動機在滿負荷時能夠達到所需功率，甚至扭矩比EVO4發動機高出20Nm。

如圖為EVO4與EVO5不同高低功率版本的熱效率對比。在大部分工況區域，有效效率都有顯著提升，從36.6%提升至38.4%。由于始終保持λ=1（空燃比為 1）運行，在高速和高負荷工況下，高效區間的擴展也十分明顯。

可變截面渦輪增壓器（VTG）

EA888 EVO5發動機系列，專門研發了一款定制的、帶有可變渦輪幾何形狀（VTG）的廢氣渦輪增壓器，以確保實現適度提升性能和具備靈敏響應特性的研發目標。面臨的挑戰是要始終避免在整個發動機工況范圍內出現燃油加濃的情況（空燃比λ=1），并且，如上文所述，提供更強的中冷壓縮空氣能力，最高可增加約為2.7bar的增壓能力。

另一方面，為了在不進行燃油加濃的情況下達到預期的性能和扭矩目標，渦輪增壓器需要具備較高的整體效率，因為在空燃比λ=1時的最大功率受到廢氣溫度的限制。就渦輪本身而言，在峰值效率方面，旁通閥渦輪增壓器相較于可變渦輪幾何形狀（VTG）渦輪增壓器具有優勢。但由于沒有旁通閥的氣體流量，可變渦輪幾何形狀渦輪增壓器在渦輪熱端具有更好的整體效率。這會使渦輪前的壓力降低，進而減少氣缸內的殘余廢氣，從而使燃燒中心提前。結果就是達到了預期的較低廢氣溫度，進而實現更高的額定功率。因此，對于EA888 EVO5發動機使用了最高廢氣溫度可達1020℃的可變渦輪幾何形狀渦輪增壓器。

在動態響應方面，必須在渦輪增壓器的轉動慣量、渦輪的流通能力以及相關的渦輪效率之間找到設計上的平衡點。在1500轉/分鐘的轉速下，可以看到，EVO5達到發動機最大扭矩的時間比EA888EVO4快了約0.4秒。在扭矩建立初期，可變渦輪幾何形狀（VTG）渦輪增壓器的渦輪必須處于關閉狀態，以便在渦輪前方形成高壓，這最初會導致渦輪效率降低。這一原理使得在中等扭矩建立過程中存在些許劣勢，EVO5通過優化措施將這一遲滯降到最低，讓用戶幾乎無法感知。

EVO5實現催化轉化器和汽油顆粒捕集器盡可能靠近發動機安裝，從而縮短起燃時間，并避免采用主動再生策略，還可以選擇增加第二級催化轉化器作為補充，以達到最佳的清潔排放效果。

大功率或將重出江湖，混動也需要2.0T

隨著電氣化程度的不斷提升，很多人認為大排量發動機已經死去，內燃機時代結束了。實際上，正是因為電動技術的優化，也讓高性能發動機重出江湖，用以匹配更強的動力需求。無論是燃油車市場、還是PHEV，抑或是REEV，整車的動力性需求在不斷提升，用戶所需要的整車功率還是在不斷提升。第五代EA888正是大功率2.0T的全球標桿，無論從動力性、燃油經濟性還是排放性上看，都不愧于“機皇” 的稱號，其中增壓技術與米勒循環的創新匹配更是讓人眼前一亮。未來，扎根于國內的主機廠更應該將關注重心放在2.0T上，配合混動技術，提供更加極致的用戶體驗。