点击:0 | 回复:15 奥迪Q7论坛 >  奥迪的下一代3.0T发动机---EA839evo介绍
 
只看楼主 收藏本帖
发表于 2024-7-17 10:03:16

奥迪的下一代3.0T发动机---EA839evo介绍

 

近日奥迪发布了全新A5家族,其中S5搭载的新一代3.0T发动机EA839evo也将会在下一代Q7上使用,该款发动机作为EA839的升级版,在动力、油耗、排放、混动技术等方面有了显著优化。
此次EA839evo有以下的几个提升重点:
1. 首先是要满足全球未来排放法规。除欧洲外,美国和中国市场都会推出更加严格的标准。
2. 3.0T版本发动机的功率和扭矩分别增加10kW和50Nm,达到270kW(367PS)和550Nm,保留生命周期内进一步提升性能的潜力
3. 在不需要额外措施(进气喷水或二次进气)的情况下实现全域lambda=1的燃烧
4. 适配新的P3构型48V系统
5. 适配包括可再生燃料在内的未来燃料标准
(本文内容截取自pkpk1大神微博)

3.0T版本功率达到270kW,扭矩达到550Nm,并且保留在生命周期内进一步提升性能的潜力

图为新款S5搭载的V6 3.0T EA839evo发动机

VTG可变截面涡轮、350bar喷油压力、水冷中冷器、AVS可变气门升程、48V皮带式启动发电机、48V电动空调压缩机

主缸部分


封闭式的缸体大部分沿用了前代的设计。主轴承概念为深裙设计,采用双螺栓固定的独立轴承盖和附加的横向螺钉。超薄的铸铁缸套现在使用珩磨工艺加工缸套来降低磨损。

和前代一样,曲轴传动系统采用锻造的四轴承开口销曲轴,主轴承直径为65毫米,连杆轴承直径为56毫米。为了提高强度,所有曲拐半径都经过感应淬火处理。连杆轴承通过优化的Z形内油道润滑,以确保高速运转时的油供应。

活塞依然铸铝材质,但为了适应压缩比的提升,活塞顶的形状做了改变。

发动机机械结构,包括凸轮轴正时调节器、平衡轴、曲轴、进气凸轮轴带可变正时调节、油泵

缸盖及凸轮轴部分


和上一代一样,集成排气歧管的缸盖采用铝合金通过“旋铸”工艺制造,这次主要的优化点在燃烧室几何形状:在减少了容积提升压缩比的同时,保持了高压油嘴的中心位置。因此活塞的基础几何形状也得到了简化。进气口经过优化,可在维持高湍流水平的同时改善充气效果。

而凸轮相位调节器在优化后,其作动能力可以和机油压力大幅解耦,这不仅能降低油压需求,并且能在低转速也能实现快速调节,进一步改善响应能力。现在即使在低至-30℃的温度下也可以动态调整凸轮轴(一般VVT只在-10℃以上才作动)。新型霍尔传感器和凸轮传感器能够更准确、更精细地检测凸轮轴运动。因此,可以实现优化凸轮轴调整控制。这改善了热力性能以及快速启动能力。

VTG涡轮和水冷中冷器


VTG涡轮增压器取代了上一代的旁通阀式涡轮增压器。由于VTG涡轮增压器设计用于处理高流量的排气,所以即使在额定功率范围内也能更有效“冲洗”气缸,让残留气体最小化,降低爆震趋势,达成更低的峰值温度。由于降低了排气温度,三元也因此受益,为lambda为1的燃烧奠定了基础。得益于VTG技术,尽管涡轮增压器相对较大,发动机仍可在1700rpm的转速下达成550Nm的扭矩平台。

针对某些市场,涡轮进气道被设计成所谓的双涡流布局。两排气缸的排气侧很大程度上是分离的。所以,因两侧气缸间提早汇聚所导致的残留气体也被尽可能减少,从而进一步降低了爆震趋势。此外,由于双涡流布局的涡轮前端可以布置了两个氧传感器,因此可以实现针对两侧气缸进行选择性lambda控制。进而精准控制混合气,达成更低的原始排放,可以完美满足未来排放标准。当然,VTG涡轮也采用耐高温材料支撑,可以承受1020℃的排气高温。

两个集成在发动机前端的水冷中冷器取代了之前的风冷中冷器。其拥有独立的低温循环回路。更高的冷却效率可以更好针对低速高负荷(上坡、牵引挂车)的情况。同时,对于不同车辆型号的应用和前端集成而言,复杂性也大大降低。更短的增压空气路径也有利于发动机的响应能力。

VTG可变截面涡轮

经过涡轮压缩后的热气流通过水冷系统散热后进入气缸

燃烧策略及喷油系统改进


EA839evo开发在这块的首要目标就是在全域实现非加浓燃烧以及降低发动机的原生污染物排放。其次,提升动力以及显著降低油耗也是开发要求。

虽然加入了VTG涡轮,但进气侧的AVS依然得以保留。不过高升程凸轮打开的时间被缩短,以创造更强的米勒循环,小升程的打开时长被加长以获得更大的使用范围。高低扬程的切换频率得以减小来降低切换时的额外油耗损失。

压缩比从之前的11.2提升到12.0,小气门升程下的部分负载油耗优势得到明显提升。为了减少因此而提升的爆震趋势,燃烧室的形状进行了优化。新设计让火焰传播的路径尽可能相同,以减少远区出现爆震的可能性。此外燃油喷射压力从250bar提升到350bar。

油雾的喷射形状和方向也因燃烧室的优化而改变,主要的目的是减少穿透深度,进而减少湿壁情况,机油稀释以及颗粒物排放得以降低。一次做功循环内最大喷油次数从之前的三次提升到了六次。

燃烧过程优化让颗粒物排放显著减少,GPF也更新到最新的技术,足以满足以后严苛的排放要求。

与前一代相比,火花塞的点火位置更低,提高了燃烧稳定性,即使在非常晚的点火角和低温下也能实现稳定燃烧。这就有更大的自由度为三元在冷启动后尽快达到起燃温度提供额外的能量。

高压喷油系统,包括350bar高压油泵、高压油轨、高压喷油嘴

P3 48V轻混系统加入


EA839evo在欧洲将与新的P3构型48V轻混系统一起提供。该系统包括一个P3构型的48V电机。这种构型除了能提供普通48V系统的功能外,还能提供低速纯电行驶的能力。

此外这种构型的48V电机能在冷启动时就介入工作,而无需像之前P0构型的BSG在冷启动的时候还得使用12V起动机。这样就能让发动机直接在足够高的转速以理想空燃比运行而无需加浓来确保点火转速稳定性,原生污染物排放大幅度减小。而且48V电机还能在三元热机行车时提供因晚点火而损失的扭矩补偿,满足驾驶者需求。

奥迪S5搭载的48V混动系统架构

奥迪S5上搭载的48V锂离子电池及48V/12V变压器,以及相关冷却管路

尾气后处理的优化


EA839evo有两种尾气处理的布局设计。基础设计是在头段采用一个三元,然后后面两个GPF会带有催化涂层。针对以后的国7、欧7以及SULEV会将后段的四元催化器分成两个单独的设计,满足最严苛的需求。

得益于不加浓的燃烧策略,在RDE测试环境中,evo相比上一代,NOx、CO和THC都有十分显著的下降。至于颗粒物排放方面,低负荷的中高速区域颗粒物可以降低将近100%,日用的低转速高扭矩区域也能有最高50%的减少。但由于压缩比和米勒深度的提升,高负荷区域反而稍微会增多,不过更强的GPF则可以保证颗粒物不超标。

尾气处理系统包括主三元催化器和两个带涂层的四元催化器

油耗与驾驶性


不仅排放降低了,油耗也有降低。最好的比功率油耗为223g/kwh,在3500rpm,16bar缸压的时候体现。搭载新EA839evo的S5旅行版不仅做到了二氧化碳排放仅为172g/km,比上一代降低了16g,即使是搭载双离合变速箱,全油门起步2.5秒后也能领先上一代3.5m,驾驶性有非常明显的提升。

P3构型的48V混动系统,电机在双离合变速箱输出端


 
分享到:
0
1 / 1 页
到第
 

高级模式

0/5000字

您确认要删除这条回帖吗?

提示

您是否确认将回复优先展示,扣除300积分?

您已被楼主屏蔽,不能回复该帖子