机皇来了：第五代EA888最详细解析
EA888发动机系作为全球高效动力的标杆，多次荣获"沃德全球十佳发动机"奖项，累计装配超过2000万辆汽车。历经涡轮增压和燃油直喷技术的革新，EA888实现了从性能车到家用车的全面适配。日前其横置、高功率版的第五代EA888发动机，官宣在途昂 Pro上全球首发。
200kW（272 马力）的最大功率与 400N・m 的峰值扭矩，让途昂 Pro零百加速仅需 7.6 秒，一脚油门，强烈推背感瞬间袭来，驾驶激情即刻点燃。全工况米勒循环充分利用燃油能量，最终达成 WLTC 工况 8.35L/100km 的低油耗。与 DQ501 七速湿式双离合变速箱默契配合，换挡干脆利落，毫无顿挫。面对复杂路况，4MOTION 智能四驱按需分配动力，15 档可调 全新一代DCC自适应电子悬架灵活调整软硬，无论是城市街道，还是郊外泥路，都能保证稳定通过，舒适驾乘。智能驾驶辅助方面，IQ.Pilot 智能辅助驾驶系统达到 L2+级，支持全速域自适应巡航、拨杆变道等功能。IQ.Drive 泊车管家系统新增 RPA 遥控泊车，停车更便捷。座舱内，15 英寸智能 2K 悬浮式液晶中控大屏、11.6 英寸高清副驾娱乐屏、10.3 英寸全数字液晶仪表等组成 6 屏联动，搭配 MOS 3.0 GP 智慧车联系统与双 AI 引擎，实现油电同智、油电同进。
该发动机刷新了人们对4缸发动机的认知，实现了更强劲、更经济、更干净、更安静、更可靠的表现，其中创新的增压全MAP米勒燃烧概念更是让人眼前一亮：
同级最强的200kW、400Nm的动力输出，相当于V6发动机的功率水平；
全MAP不加浓（λ=1），实现了高速大负荷区域的CO排放最优，并保证了持续的高扭矩输出
全MAP米勒循环+超高增压中冷技术，满足高效+动力的双重输出
相比上一代，3%的发动机能效优化
满足欧7法规的清洁尾气排放，远低于国6排放限值；
降幅最高5分贝的本体NVH优化，双平衡轴凸显豪华特性
极寒、极热、高海拔数百万公里的可靠表现
整机兼顾了横置、纵置，并适配48V与高压插混等技术
本文对第五代EA888进行全面的技术解析，拆分其中的关键设计指标。
发动机关键设计特点
发动机设计了全新的燃烧系统，与 EA888 EVO4 相比，压缩比从 9.6:1 提高到 10.5:1，为超强的动力性能打下基础。为使该发动机具备更高的耐用性，相关团队特别对曲轴等关键部件的强度进行了强化。例如，加宽了曲轴主轴承，并安装了更长的油槽。通过重新规划曲轴油道的钻孔设计，实现了对连杆轴承的持续供油。为确保机油供应满足需求，EA888 发动机首次采用了叶片泵。柄销直径从 47.8 毫米增大至 50.0 毫米，曲轴的连杆长度从 144.0 毫米缩短至 140.0 毫米，借此得以实现更厚的活塞顶设计。
该发动机燃烧系统的一项关键设计是 500bar 超高压燃油系统。鉴于其超高压力，高压泵的位置进行了重新布局，由原本的凸轮轴驱动改为位于曲轴箱，由进气平衡轴负责驱动。
500bar超高压燃油系统
压缩比一旦提高，发动机很容易出现早燃、爆震问题。为解决这一难题，就得大幅延迟喷油时机。可这么做会缩短混合气形成时间，所以对混合气质量要求更高了。500bar 高压直喷能让燃油雾化得更彻底，但如何维持住这超高压力的稳定，就成了设计的关键。
高压泵通过单独的法兰，安装在气缸曲轴箱冷的那一侧，由进气平衡轴经滚轮挺杆驱动。由于位置改变，相比凸轮轴驱动时，转速变为原来的四倍。为此，在平衡轴上设置了单个凸轮，同时对轴承设计进行调整。高压喷射阀与高压油轨，还是采用经典的 O 型圈连接方式。高压油轨设计成锻造件，以便承受更高压力，并且其螺纹连接从双螺纹改为四螺纹，让连接更稳固。
增压中冷
为了让 EA888 发动机能输出更强劲的动力，特意换上了更厉害的涡轮增压器。大家都知道，空气被压缩后温度会变高，为了让高温的压缩空气尽可能地冷却下来，增加空气密度，从而提升发动机功率，新款发动机采用了间接式增压空气冷却技术。这个技术可以最大化降低进气温度，而且压缩机和燃烧室之间的空间比较小。
不过，增压空气在进入节气门之前没办法冷却，所以节气门就配备了液体冷却装置。这样一来，就能有效控制节气门瓣的温度上升，还能避免发动机怠速时，因温度升高导致的泄漏问题。
在设计增压空气这部分的时候，不只是要把气流优化好，声音方面也得考虑。另外，集成式中冷器的设计也有讲究，得防止冷却水里出现结冰、积碳或者沸腾这些情况，不然会影响发动机的正常工作。
发动机燃烧系统
EA888 EVO5 发动机可以达到400Nm的最大扭矩，达到200kW的峰值功率。整机采用了全MAPλ=1与米勒循环的燃烧技术，这使得在输出大扭矩的同时可以具备更低的油耗。
大众这次可以说首先开发了一种更新的兼顾油耗与动力性的方式，即通过改变压缩方式，从内部压缩转变为增强外部压缩（增压），从而显著降低缸内压缩温度，这对整套燃烧系统是至关重要的。外部压缩程度越高，在内部压缩开始前的再冷却效果就越好，即压缩结束时的温度就越低。然而，实现这种过程控制的前提是增加增压压力供应和进行高效的增压空气冷却。
在广泛的工况范围内，尤其是在接近满负荷的工况下，可以明显看到 EVO5 的增压压力显著更高。EVO5米勒循环程度增加，这使得燃烧中心位置得到优化，即燃烧中心提前。
为了在保持高压缩比的同时实现不受限制的 λ=1（空燃比为 1）运行，即使在满负荷工况下，EVO5 发动机也需要采用更显著的米勒燃烧过程。进气门开启时间为 150° 的设计，结合创新的涡轮增压技术，使发动机在满负荷时能够达到所需功率，甚至扭矩比 EVO4 发动机高出 20 Nm。
如图为EVO4与EVO5不同高低功率版本的热效率对比。在大部分工况区域，有效效率都有显著提升，从 36.6% 提升至 38.4%。由于始终保持 λ=1（空燃比为 1）运行，在高速和高负荷工况下，高效区间的扩展也十分明显。
可变截面涡轮增压器（VTG)
EA888 EVO5 发动机系列，专门研发了一款定制的、带有可变涡轮几何形状（VTG）的废气涡轮增压器，以确保实现适度提升性能和具备灵敏响应特性的研发目标。面临的挑战是要始终避免在整个发动机工况范围内出现燃油加浓的情况（空燃比 λ=1），并且，如上文所述，提供更强的中冷压缩空气能力，最高可增加约为2.7bar的增压能力。
另一方面，为了在不进行燃油加浓的情况下达到预期的性能和扭矩目标，涡轮增压器需要具备较高的整体效率，因为在空燃比 λ=1 时的最大功率受到废气温度的限制。就涡轮本身而言，在峰值效率方面，旁通阀涡轮增压器相较于可变涡轮几何形状（VTG）涡轮增压器具有优势。但由于没有旁通阀的气体流量，可变涡轮几何形状涡轮增压器在涡轮热端具有更好的整体效率。这会使涡轮前的压力降低，进而减少气缸内的残余废气，从而使燃烧中心提前。结果就是达到了预期的较低废气温度，进而实现更高的额定功率。因此，对于 EA888 EVO5 发动机使用了最高废气温度可达 1020℃的可变涡轮几何形状涡轮增压器。
VTG使得发动机在空燃比 λ = 1 的条件下就能达到目标功率，并且动态响应时间缩短至 1.9s
在动态响应方面，必须在涡轮增压器的转动惯量、涡轮的流通能力以及相关的涡轮效率之间找到设计上的平衡点。在1500转/分钟的转速下，可以看到，EVO5达到发动机最大扭矩的时间比 EA888 EVO4 快了约0.4秒。在扭矩建立初期，可变涡轮几何形状（VTG）涡轮增压器的涡轮必须处于关闭状态，以便在涡轮前方形成高压，这最初会导致涡轮效率降低。这一原理使得在中等扭矩建立过程中存在些许劣势，EVO5通过优化措施将这一迟滞降到最低，让用户几乎无法感知。
EVO5实现催化转化器和汽油颗粒捕集器尽可能靠近发动机安装，从而缩短起燃时间，并避免采用主动再生策略，还可以选择增加第二级催化转化器作为补充，以达到最佳的清洁排放效果。
MQB平台方案
大功率或将重出江湖，混动也需要2.0T
随着电气化程度的不断提升，很多人认为大排量发动机已经死去，内燃机时代结束了。实际上，正是因为电动技术的优化，也让高性能发动机重出江湖，用以匹配更强的动力需求。无论是燃油车市场、还是PHEV，抑或是REEV，整车的动力性需求在不断提升，用户所需要的整车功率还是在不断提升。第五代EA888正是大功率2.0T的全球标杆，无论从动力性、燃油经济性还是排放性上看，都不愧于“机皇”的称号，其中增压技术与米勒循环的创新匹配更是让人眼前一亮。未来，扎根于国内的主机厂更应该将关注重心放在2.0T上，配合混动技术，提供更加极致的用户体验。