大众ea888三代发动机解析（0l-4缸TFSI发动机结构图解）

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EA888系列第三代MLBevo 2,0l-4缸-TFSI-发动机的结构和功能，这种发动机有两种功率等级：140kW 和 185kW。

德国奥迪公司的这款4-缸-TFSI-发动机采用了新一代开发标准，该发动机是以第三代发动机为基型 。这款新式发动机排量为2升，功率分为两个级别，其中一种取代了以前的功率等级1（(125 kW - 147 kW)的1.8升第三代发动机。

进一步开发的目标是：降低CO2-排放，以及按法规要求降低颗粒排放。这款2,0l-第三代BZ发动机表明，即使增大排量，仍有可能降低油耗。

“BZ“”这个缩写表示的是 B-Zyklus（B循环），是德国奥迪公司改进过的米勒燃烧方式。

就发动机机械部分而言，这两个功率等级的发动机改动是一样的。这方面采用了一系列减小摩擦的措施，区别在于换气和燃烧方式。功率等级1的发动机，采用的是米勒循环燃烧方式（这是1947年的专利了），该发动机在2015年五月的维也纳发动机学术交流会上，被誉为本级别发动机中效率最高的汽油发动机。

在10多年前，德国奥迪公司首次推出了带有涡轮增压装置和直喷装置的TFSI-发动机，那时就通过减小外形尺寸和降低转速使得该发动机成为“突破科技”的里程碑。

目录

⊙概述-目标设定

⊙发动机系列的开发

⊙发动机技术数据

⊙2,0l-TFSI-第三代MLBevo发动机

⊙发动机管理系统

⊙ 德国奥迪公司的新TFSI-燃烧方式 (B-循环)

目标设定

德国奥迪公司在减小尺寸后，又通过优化尺寸而向前迈了一大步。具体说就是有针对性地将发动机创新技术组合到一起，使得排量、功率和扭矩以及耗油量和使用条件相互形成最佳匹配。

新型发动机在部分负荷时，具有小排量发动机的省油的优点；在高负荷时，又具有大排量发动机的优点。因此，这样的发动机在整个转速范围能，就实现了极佳的效率和功率特性。

新型发动机最开始是用在了最新一代的Audi A4 (车型 8W) 上了，以后还会用在大众集团各种车上，横置和纵置均有。

发动机系列的开发

EA113 和 EA888系列发动机在很多种奥迪车上已经使用多年了，是汽油机的基本成员。 在开发这些发动机时，降低油耗和减少CO2-排放无疑是处于最重要的地位。

在运动车型上，比如 Audi S3，也使用了这个系列的发动机。

下面就是各代发动机及其特点一览。

发动机技术数据

功率等级1↗ 的发动机，用于Audi A4 (车型 8W)

功率等级2↗ 的发动机，用于Audi A4 (车型 8W)

1)Audi A4 Limousine ，配备前驱和 S tronic

2)Audi A4 Avant ，配备 quattro 四驱和S tronic

2,0l-TFSI-第三代MLBevo发动机

2,0l-TFSI-第三代MLBevo发动机

(功率等级2)

下面概要列出了与2,0l-TFSI-第三代发动机相比的重要不同之处。如果车上装备有智能起停系统，那么使用的就是2.0版系统。

2,0l-TFSI-第三代MLBevo发动机的基本机型采用的是Audi A4 (车型 8K) 上的 165 kW 2,0l-TFSI-发动机（发动机代码CNCB)。

一、活塞

• 活塞几何形状与165 kW的基本机型是一样的

• 活塞材料与 Audi S3 (车型8V)的发动机一致

• 三件式刮油环

二、活性炭罐系统

• 增大了空气流量

• 采用了降噪措施

三、发动机管理系统

• Simos 18.4系统

• 节气门漏气量减少

• 节气门和燃油高压泵的生产厂家是Bosch公司

• 发动机控制单元接在FlexRay-总线上

四、机油供给系统

• 做了调整，以便适应电动机械式转向系统(EPS)和将要使用的摆动稳定装置的空间要求 。

• 通过机油滤清器模块内的一个止回阀来快速地在所有润滑点处建立起最大机油压力，尤其是冷机时。在缸体内以及缸盖内是没有止回阀的。

• 增大了机油油面最低和最高之间的机油容积，以保证即使司机以极具运动性的方式驾车行驶，也仍能保证机油泵吸油侧有足够的机油。

五、缸盖

• 使用了另一种材质（因为功率高，那么热负荷也就大）

• 增大水套厚度

• 气门机构有所变化（因为功率高，那么热负荷也就大），比如排气门注钠

• 废气涡轮增压器最高耐热值高达 950 °C

六、

缸体

• 通风路径转至平衡轴上方

• 由于曲轴箱通风装置的变动，需要定向安装活塞冷却喷嘴

2,0l-TFSI-第三代MLBevo BZ (Audi ultra)发动机

2,0l-TFSI-第三代MLBevo BZ (Audi ultra)发动机

(功率等级 1)

下面概要列出了与185 kW的2,0l-TFSI-第三代MLBevo发动机相比的重要不同之处。

一、燃油系统

• 压力升至 250 bar

• 高压系统部件有改动

二、链条机构

• 链条导轨加长了

• 正时机构采用非圆形链轮

• 链条张紧器的张力更小了

• 机油泵传动比更快了，链轮是22个齿（以前是24个齿）

三、发动机管理系统

• Bosch MED 17.1.10

• 新燃烧方式 (BZ = B循环)

• 使用了新的空气流量计（因为采用的是新的燃烧方式）

四、其它改变

• Bosch公司的真空泵

• 废气涡轮增压器变小了，热力学性能有变化

• 新的发动机机油 0W-20 (标准为 VW 50800 和 VW 50900)

五、缸盖

• 奥迪气门升程系统(AVS) 在进气侧

• 重做了进气道

• 燃烧室挤气带

• 围住气门导管，以便更好散热

• 排气门的气门杆油封采用双密封唇口

六、活塞

• 采用了减小摩擦的措施

• 活塞顶有变化

七、曲轴

• 主轴承直径变小了

发动机管理系统

一、空气流量计

功率等级1的发动机，使用的是Bosch 公司的发动机管理系统 MED

17.1.10 。在这种系统上，是使用另行安装的一个空气流量计来测量

吸入的空气的。

之所以需要这样，是因为在B-循环工作时，节气门开度非常大，只有

用空气流量计才能识别出回流气流。

二、燃烧方式

德国奥迪公司在功率等级1的发动机上首次采用了一种新的燃烧方式。其目标也非常之明确，就是要降低燃油消耗。具体实施方式就是缩短压缩过程。

在内燃机的开发史上，早就有类似的用于改善汽油机效率的措施了，比

如阿特金森（Atkinson）循环和米勒（Miller）循环。

三、阿特金森（Atkinson）循环

在1882年，英国人James Atkinson（詹姆斯·阿特金森）就想设计一种发动机，该发动机可以大大提高内燃机的热效率，同时还可以绕开Nicolaus August Otto开发的4冲程发动机专利。

在阿特金森（Atkinson）发动机上，所有4个冲程都是在曲轴转一圈内通过曲柄连杆的特殊结构来实现的。由于曲轴运动必须导致活塞有两次向上的运动，阿特金森就能把活塞行程设计成不同的长度，于是就采用了较短的压缩行程和较长膨胀行程（做功行程）。曲柄连杆机构是这样设计的：压缩比小于膨胀比。

活塞在做功和排气时，行程是大于进气和压缩行程的。进气门关闭是很晚的，是在压缩行程下止点（UT）后。这样的好处在于：较大的膨胀比可以提高发动机效率。工作行程持续时间较长，这样的话耗费在废气中的热量就减少了。但是不利之处在于：在转速较低时，发动机的输出扭矩会很小。阿特金森（Atkinson）发动机需要有相对较高的转速，以保证输出必要的功率，防止出现“发动机憋死”。要想实现埃特金森循环，需要有复杂的曲柄连杆机构才行，这是很难的。

四、米勒（Miller）循环

另一种能改变压缩比和膨胀比的方式，就是采用米勒（Miller）循环。该循环是发明人米勒（Miller）在1947年申请专利的。

米勒这项发明的目的，是想把阿特金森（Atkinson）循环用到“正常”曲轴式发动机上，并利用其积极的一面。 这样的话，就可以不必使用阿特金森（Atkinson）循环上的那种复杂的曲柄连杆机构了。

在以前，亚洲有几家汽车制造厂大量使用米勒循环发动机。

1、基本原理

在采用米勒循环的发动机上，气门机构的控制比较特殊。

这种特殊性，最根本的是要提前关闭进气门（与“正常”奥托发动机相比较而言）。

这会引起下述反应，尤其是在进气行程时：

•较小的进气量

•压缩压力基本保持不变

•减小了压缩比

•增大了膨胀比

2、优点

•通过改变气门开启时间，就是说增大膨胀比，可以实现非节气门负荷调节，那就大大提高了发动机工作效率。

•减小压缩比可以降低废气中氮氧化物排放量。

•充气温度很低

•燃烧有所改善

3、缺点

•转速较低时扭矩很小。这个缺点可以通过增压来补偿。

•由于减小了有效压缩比，因此效率有所降低。这个缺点可以通过增压和增压空气冷却来补偿。

•至少需要凸轮轴调整一次相位。

德国奥迪公司的新TFSI-燃烧方式 (B-循环)

德国奥迪公司的新TFSI-燃烧方式 (B-循环)

功率等级1的2,0l-TFSI-发动机上的这种新TFSI燃烧方式，就是一种改进型的米勒燃烧方式。因此，尽管因排量大而导致发动机内部摩擦较大，但是与第三代1,8l-TFSI-发动机相比，耗油量仍是较低的。

通过奥迪气门升程系统（AVS）来改变进气气门的开启时间。气门升程系统作用到一个凸轮上，一方面可以改变气门打开时间（提前关闭进气门），另一方面还可以让进气门打开程度小一些。

这种燃烧方式就被称作“延长了膨胀的燃烧方式”，或者也叫“B循环”。从实际来讲，其实不是延长了膨胀过程，而是缩短了压缩过程。

只有把这种燃烧方式与排量更小些的发动机（这种发动机在总行程减小时有相似的新鲜混合气压缩特性）比较时，才能觉得“延长了膨胀过程”很恰当。

用奥迪气门升程系统(AVS)来调节气门升程

在凸轮块上，每个气门有两个凸轮轮廓。凸轮的配气相位是按照所期望的发动机特性曲线设计的。因此可以影响开启时长和时间点以及气门升程（开启横截面）。

如果使用的是小的凸轮轮廓（图中绿色的），那么开启时长可达140°曲轴角；如果使用的是大的凸轮轮廓（图中红色的）且达到最大升程，那么开启时长可达 170° 曲轴角。

【未完待续】

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