疑问:为何二代EA动机容易烧机油?,

大众EA888 2.0T和通用Ecotec 2.0T技术对比

这两个发动机估计感兴趣的人比较多,今天我分享一下两个发动机一些关键技术对比,抛砖引玉,供大家讨论:


一、开发背景

1、大众EA888 2.0T

大众集团的EA888发动机应该是国内最知名的直喷增压发动机了,其技术来源可以追溯到2004年奥迪A4上使用的EA113系列2.0T发动机。2008年左右大众推出了第二代的涡轮增压直喷2.0T发动机,代号改为EA888。第二代EA888作为大众最核心的发动机产品在国内全面推广,迅速被市场接受和认可,不过二代EA888发动机普遍的的烧机油问题也成为大家至今挥之不去的印象。



大众在技术升级的道路上继续前进,更多的新技术被引入到EA888平台,在2012年发布了第三代EA888 GEN3,在2016年发布了EA888三代GEN3B(米勒循环)。


2.通用Ecotec 2.0T

通用的2.0T发动机被大家熟知是上一代君威君越和凯迪拉克配备的缸内直喷增压LTG 2.0T。该发动机的上市时间和第二代EA888几乎同步,按照当时通用给这台发动机的定位,LTG 2.0T以高性能著称,高功率版本性能能够达到204kW,400Nm,在当时的2.0T中性能没有对手。这个发动机没有烧机油的问题,稳定性还不错,唯一的问题是油耗偏高。

目前通用的2.0T发动机是通用最新开发的LSY 2.0T,作为LTG的下一代产品,LSY 2.0T被通用称为Ecotec 8代2.0T。作为通用全新一代动力总成的一部分,LSY 2.0T发动机引入了众多通用最新的发动机技术,但是其重点不在是高性能,而是转向了高效率低油耗。

最新款LSY 2.0T在油耗上取得的长足进步让人印象非常深刻。



二、性能对比

大众第三代EA888发动机高低功率的定位和硬件结构都有明显差异,因此其功率覆盖范围非常宽,从低功率版本的137kW到高功率版本高尔夫R的235kW,基本可以满足大众集团从A级到D级入门以及小型运动跑车的动力需求。

通用最新的2.0T采用的策略和大众完全不同,通用LSY 2.0T只有一个硬件一个性能,不管是装雪佛兰/别克还是凯迪拉克,全系统一,性能完全一样:177kW,350Nm。这个性能在2.0T中并不算高,体现了通用在LSY上以油耗优先简化品种的开发思路。

三、主要技术方案对比

1、燃烧系统对比

(1)大众EA888燃烧系统

大众EA888三代高低功率采用了两套燃烧系统:

高功率的GEN3采用了传统的奥托循环燃烧系统,压缩比9.6:1。

低功率的GEN3B采用了米勒循环燃烧系统,大众称之为B Cycle,采用可变气门正时系统控制进气门早关的方式来实现膨胀比大于压缩比的燃烧,从而降低泵气损失,提高热效率。米勒循环允许使用高压缩比,因此EA888 GEN3B的压缩比高达11.7:1。



下图显示了大众EA888米勒循环情况下进气门早关的策略。

大众EA888的燃烧系统需要可变气门正时和升程技术的支持,大众在EA888上除了采用进排气可变气门正时VVT以外,还采用了AVS两级可变气门升程装置。由于大众EA888高低功率的燃烧系统不同,其AVS可变气门升程的设计也是不同的:

  • 高功率的EA888 Gen3的气门可变升程系统AVS在排气侧,主要是为了提升低速性能和增压器动态响应。
  • 低功率的 EA888 Gen3B的气门可变升程系统AVS是在进气侧,主要是为了在小负荷采用低升程来实现米勒循环,降低油耗,大负荷的时候切换成高升程减少功率损失。

(2)通用2.0T的燃烧系统

通用在这台2.0T上采用了独创的三种模式Tripower三级气门升程可变系统。简单来说就是可以实现发动机三种运行模式之间的切换:

  • 高升程状态:对应四缸高性能模式;
  • 低升程状态:四缸经济模式,在中低负荷状态实现低油耗;
  • 无升程凸轮停缸状态:完全关闭2、3两个气缸的进排气门,只保留1、4两个气缸工作,进一步降低在小负荷运行时油耗。

之前很多车企开发过可变气门升程技术,也开发过停缸技术,但是通用是第一个将两个技术整合在一台发动机上的车企。通用的可变气门升程控制的原理和大众的完全一样,也是采用针阀来进行控制,因为通用2.0T一共需要切换三种模式。


从燃烧系统的对比来看,两者都采用了比较先进的技术,但是思路完全不一样:大众EA888采用了两种发动机设计,高功率版本偏重性能,低功率版本更偏重油耗。通用2.0T则是考虑兼顾性能和油耗的Tripower技术,简化发动机品种。

2、燃油喷射系统对比

大众EA888三代采用了双喷射系统,每个气缸有两个喷油器:一个GDI直喷喷油器加一个PFI气道喷射喷油器。这种设计可以充分利用两种喷射方式的优势,在降低油耗和排放的同时减少积碳的产生。不过目前来看,国内最新的EA888三代高功率版本对双喷射系统进行了减配,取消了气道喷射,只保留了直喷(喷射压力250bar)。

通用2.0T采用的是侧置喷油器直喷系统,喷射压力采用了目前最先进的350bar系统。

3、涡轮增压系统对比

在排气侧两个发动机都采用了集成在缸盖上的排气管,也就是将排气管整体铸造在气缸盖内部,用水套来冷却排气管,这也是目前发动机最主流的设计方案,这种设计有两个好处:

  • 在启动热机的时候可以用排气能量加快发动机升温过程,降低排放和油耗。
  • 在大负荷状态下利用水套的冷却来降低排气温度,降低增压器的热负荷。

在增压器的设计上两者存在一定的区别:

大众EA888采用了尾部双涡道的增压器设计,也就是排气管部分分成1-4和2-3两组,但是进入增压器以后没有采用双涡道,而是合并成一个传统的单涡道(下图可以看到这种合并的结构)。这种设计对提升增压器的动态响应有一定的效果,但是和真正的双涡道增压器相比,应该还是有差距的。

通用2.0T也采用了集成式排气管,并且采用了真正的双涡道增压器,因此在增压器的瞬态响应上应该会有一些优势。通用2.0T在缸盖排气管设计上采用了三出口设计,中间的出口是2/3缸排气道合并后的出口,通往双涡道的其中一个涡道。旁边两个出口分别是1/4缸的排气道出后,1/4排气道出口在增压器内部结合通往另外一个涡道。

通用2.0T采用的双涡道增压器:

5、缸体材料对比

大众EA888 GEN3由于历史原因仍然使用铸铁缸体,重量上完全没有优势。


通用2.0T采用的是铝合金缸体,轻量化方面更有优势。

6、冷却系统对比

两者都采用了比较复杂的球阀控制的冷却模块,实现主动的热管理,可以根据工况需要经过控制缸体,缸盖,机油冷却器,暖风等水流量,加快暖机过程,降低热损失,从而降低油耗。

大众EA888采用的是传统的机械水泵,并将水泵和冷却模块设计成一个模块。

通用2.0T采用的是电子水泵,和冷却模块是分开的设计,电子水泵在降低阻力和控制的灵活性方面比传统机械水泵要更有优势。

7、润滑系统对比

两者都采用了基于ECU控制的可变排量机油泵技术,在低负荷可以采用低油压降低摩擦阻力,高负荷采用高油压保证润滑。

大众EA888采用了两级可变排量机油泵,可以调节高油压和低油压两个状态。

通用2.0T采用了更加先进的连续可变排量机油泵,可以对油压进行无级的连续调节。

以上信息供大家参考,欢迎讨论。对发动机感兴趣的朋友可以关注我,谢谢支持!

2024-03-09

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