EA888第三代改进技术(迈腾装备的多为第二代)
目前,大众集团B级车的主力发动机--采用正时链条传动EA888系列发动机发展到了“开发阶段2”,即第三代。在它前面分别是迈腾上广泛采用的“开发阶段1”和部分奥迪A3上采用过的“开发阶段0”两种EA888发动机,即第二代和第一代。到目前为止,我们见到最多的,就是第二代EA888发动机,全系迈腾都有装备,而第一代很少能够见到,本文不做赘述。下面,就第二代和第三代EA888系列发动机的区别进行介绍。第三代EA888发动机相对于第二代EA888发动机主要有以下几方面的更改:
1.8L TSI EA888发动机:主轴承直径从58mm减小到52mm;活塞、活塞环和供油管路改进;采用不同的珩磨工艺、自调节机油泵、真空泵、EA113增压器控制杆。
2.0L TSI EA888发动机:活塞、活塞环和供油管路改进;采用不同的珩磨工艺、自调节机油泵、真空泵、日立第三代高压泵、新空气流量计(取消了进气温度传感器,只有3根线)。下面就其主要的变化部分进行详细介绍。
1.自调式机油泵
tsi发动机几乎是国内大众集团旗下发动机中第一次采用电控可调式机油泵,如图1所示。开发这款自调式机油泵的首要目的是提高运行效率,进一步改善燃油经济性。相比其他的自调节机油泵,这个泵设计的特点是控制更加精确,运行更有效率。传统的机油泵,发动机转速增加,机油压力增加,靠机油泵内部的限压阀限制压力,但是此时,机油泵仍然运行在最大输出量下,需要消耗发动机的动力,而且输入的能量都转化为热能,加速了机油老化。自调节机油泵的结构如图2所示,机油泵泵油如图3所示。自调式机油泵油路如图4所示。
新调节方式的理念:采用两个不同的压力。低压(相对)约为1.8bar(1bar=105Pa)。当发动机转速达到约3500r/min时就切换到高压,这时压力(相对)约为3.3 bar。压力调节是通过调节泵齿轮的供油量来实现的。这样就可以按机油冷却器和机油滤清器下游所需要的机油压力来精确地供给机油了。机油循环是通过移动单元的轴向移动(就是两个泵齿轮的相对移动)来实现的:如果两个泵齿轮正对着,那么这时的供油能力是最大的;如果泵的从动齿轮在轴向产生最大移动,那么这时的供油能力是最小的(输送的只是齿间挤出的机油);也就是说,齿轮的位移越大,供油能力越低。这个位移过程是通过将过滤完的机油的压力引到移动单元的前部活塞面上而实现的。移动单元的前部活塞面上还作用有压力弹簧力。移动单元的后部活塞面上一直加载着过滤完的机油的压力。如图5所示。电控可调式机油泵工作过程可
以分为以下几种情况:
(1)发动机启动时如图6所示,是发动机启动时机油泵的工作状况(该泵开始供油)。发动机机油通过已过滤机油侧的压力通道作用到调节活塞的所有面上以及移动单元的两侧。发动机
控制单元激活机油压力调节阀N428,使可控压力通道处于打开状态,于是机油压力就作用到调节活塞的所有面上。移动单元就保持在这个位置上。该泵以最大供油能力来供油,直至建立起低压(约1.8bar)。如果发动机怠速运行的话,压力可能低于这个值。这个压力值过低会损坏发动机,因此必须对机油压力值进行监控。这个监控工作由机油低压压力开关F378来完成。
(2)达到低压时如果发动机转速升高了,那么机油压力也稍微提高了,这就使得调节活塞顶着调节弹簧力发生了移动。于是通向前部活塞面的机油通道就被封闭了,与此同时通向无压力的回流管(进入油底壳)开口就打开了。这时,后部活塞面的上的液压力就大于弹簧力了。于是移动单元就顶着压力弹簧力发生了移动,泵的从动齿轮相对于主动齿轮也就发生了轴向移动。此时泵的容积流量(供油能力)就减小了,也就是根据发动机的机油耗油情况进行了适配。这个容积流量(供油能力)的适配就使得机油压力保持在一个相对恒定的水平。机油压力值等于供油量与发动机转速的乘积,由于移动单元的压缩弹簧弹性系数一定,因而机油压力值可以保持在相对恒定值,那么供油量和发动机转速的关系就是反比的关系,当转速较低时,供油量较大,当转速提高导致机油压力提高,会使得移动单元向箭头方向移动,供油量减小,如图7所示。这样就限制了机油压力的进一步上升,那么机油压力就维持在一个相对恒定的水平上,这是一个动态的平衡过程。
(3)切换到高压前的状态如图8所示,随着发动机转速不断上升,机油压力随之升高,图中深绿表示压力升高。在马上就要切换到高压前的状态(压力值为1.8bar左右),此时移动单元完全伸出,机油压力就被限制在1.8bar左右。
(4)切换到高压的状态如图9所示,在转速超过约3500r/min 时就切换到高压状态。为此机油压调节阀N428就被断电。这就使得可控压力通道被关闭,与此同时也关闭了通向油底壳内的无压力腔的开口。由于现在调节活塞的一个作用面不再作用有机油压力了,调节弹簧的力就占上风。调节活塞继续向左移动,以至于通向移动单元前部活塞面的机油通道就被打开。这时作用在前部活塞面的机油压力和压力弹簧就再次将移动单元向回推,直到该泵的两个齿轮又几乎完全正面相对,这时泵以最大供油能力在供油。移动单元保持在这个位置上,直至机油压力达到约3.3bar。
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