大众汽车·奥迪汽车技术详解及常见故障精析
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1.1.3 EA837/EA839发动机参数及技术特点

EA837第4代发动机是一款排量为3.0L V型6缸带机械增压、燃油双喷射发动机,广泛用在大众/奥迪高端3.0排量车型中。EA837系列发动机于2009年首次使用在我国版的奥迪A6车型上,此后在奥迪A7、A8、途锐等3.0L车型都有使用。

EA839发动机是在EA837发动机的基础上进行技术升级而来的一款3.0L V6 TFSI发动机,这款发动机采用了双涡管涡轮增压器,除此之外,技术升级处还有机油循环中加入了节温器控制,气缸盖带有一体式排气管,并采用热端在内(HIS)技术,更新了新的带有平衡轴的正时机构,采用新的燃烧方式(米勒循环),喷油器布置在中间。

EA839发动机首次使用在奥迪S4车型中。2018年款全新A8L中也采用了该款发动机。

EA837/EA839发动机技术参数如表1-1-4所示。

表1-1-4 EA837/EA839发动机技术参数

(1)机械增压系统

与涡轮增压相比,机械增压压缩机直接由发动机曲轴驱动。需要时可立刻获得增压压力,增压压力是连续的,且转速越高增压压力越大。机械增压器后的气体由于没有被废气加热,因此增压气体冷却控制更容易。装配机械增压器的发动机还具有以下优点。

① 发动机转矩增加快,可提前达到最大转矩值,因此起步性能好。

② 压缩空气到气缸的路径非常短,空气体积小,因此反应非常快。

③ 废气特性好,因为催化转化器可以更快地达到工作温度。而对于使用废气涡轮增压器的发动机来说,一部分热能要用于驱动废气涡轮增压器(这部分热能就损失掉了)。

但机械增压系统也有以下缺点。

① 转子和壳体要求公差很小,加工工艺要求高,因此生产成本高。

② 对纯净空气管道内混入的异物敏感性过高。

③ 重量相对大些。

④ 降噪声的费用高。

⑤ 驱动增压器需要消耗部分发动机功率。

EA837机械增压系统如图1-1-24所示。

图1-1-24 EA837机械增压系统

机械增压器采用皮带与发动机曲轴带轮连接(增压器驱动轮带有电磁离合器,可控制增压器是否启动)。利用发动机转速来带动机械增压器内部叶片,以产生增压空气送入发动机进气歧管内,整体结构相当简单,工作温度界于70~100℃之间。不同于涡轮增压器靠发动机排放的废气驱动,必须接触400~900℃的高温废气,因此机械增压系统对于冷却系统、润滑系统的要求与自然吸气式发动机相同,机件保养程序大同小异。由于机械增压器采用皮带驱动,因此增压器内部叶片转速与发动机转速是完全同步的。机械增压器压缩机模块结构图1-1-25所示。

图1-1-25 机械增压器压缩机模块结构

机械增压器本质上是一台罗茨鼓风机,有两个(或三个)转子,每个转子都扭转一定的角度(如60°)以形成一个螺旋。两个转子都由发动机曲轴通过皮带驱动,与废气系统无关。机械增压器压缩机转子结构如图1-1-26所示。

图1-1-26 机械增压器压缩机转子结构

(2)EA839发动机空气供给和双涡流废气增压系统

EA839发动机进气系统如图1-1-27所示。

图1-1-27 EA839发动机进气系统

由于采用了HIS技术,发动机洁净空气侧是朝外的,气体路径设计得尽可能短,最有利于气体流动。在废气涡轮增压器和增压控制冷却器之间的压力管中集成了一个脉动消声器。

清洁空气经过空气滤清器后被引导至涡轮增压器的泵轮,加压后经过压力管流向空气冷却器。冷却后的加压空气在节气门后分两路分别供给左右两侧气缸。

涡轮增压器采用双涡流技术,每侧气缸排的排气道将废气直接引流到涡轮前,防止了对面气缸排废气气流的相互干扰。EA839发动机双涡流技术如图1-1-28所示。

图1-1-28 EA839发动机双涡流技术