毕业论文大众EA888发动机特点与制造工艺.docx
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毕业论文大众EA888发动机特点与制造工艺
四川工业管理学院
毕业作业(设计)
论文题目大众EA-888发动机特点与制造工艺
学生姓名肖云凯
学号201311580058
指导教师罗嘉新
专业汽车制造与装配
年级2013级
系部汽车工程系
四川工业管理职业学院毕业作业(设计)提纲
大众EA888发动机特点与制造工艺
———肖云凯
提纲内容
一、EA888发动机简介
1.简介
2.发展历程
3.性能表现
二、EA888发动机全新技术
1.内置气缸盖排气歧管
2.热力管理系统
3.FSI+MPI混合喷射技术
4.重新设计的涡轮增压
5.发动机减重
三、发动机制造工艺
1.发动机主要零件加工工艺
2.发动机的结构
3.发动机的装配
四、结语
五、参考文献
指导教师旁批位置
指导教师尾批位置:
诚信承诺
一、本论文是本人独立完成;
二、本论文没有任何抄袭行为;
三、若有不实,一经查出,请取消本人论文成绩。
承诺人:
肖云凯
2015年10月15日
大众EA-888发动机特点与制造工艺
摘要:
通过篇文章我们主要讨论的是发动机的制造工艺,比如曲轴的加工工艺,活塞的加工工艺,还有发动机的材料,重要的是大众EA888发动机的发展史和与其他发动机比起来的优势与劣势,还有发动机的亮点技术剖析。
引言
本论文主要是讲解大众EA-888发动机的制造工艺与一般故障的维修。
EA888发动机诞生于2004年,是大众旗下中高级车型的主力机型,包括1.8L和2.0L两种排量,集缸内直喷、涡轮增压、可变气门正时等一系列先进技术于一身,凭借充足的低速扭矩,良好的燃油经济性以及一流的可靠性,得到市场的广泛认可。
EA888发动机遵循全球统一的技术规格和质量控制要求,搭载于大众旗下迈腾,帕萨特,奥迪Q5等多款车型上。
实现了动力与经济环保的结合.
1.EA888发动机简介………………………………………………
(1)
1.1简介…………………………………………………………
(1)
1.2发展历程……………………………………………………
(2)
1.3性能表现……………………………………………(4)
2.EA888全新技术…………………………………………………(6)
2.1内置气缸盖排气歧管……………………………………(6)
2.2热力管理系统……………………………………………(8)
2.3FSI+MPI混合喷射技术…………………………………(9)
2.4重新设计的涡轮增压器………………………………(11)
2.5发动机减重………………………………………………(12)
3.发动机的制造工艺……………………………………………(13)
3.1发动机主要零件加工……………………………………(13)
3.2发动机结构……………………………………………(14)
3.3发动机装配……………………………………………(15)
4结语………………………………………………………………(16)
参考资料…………………………………………………………(16)
EA888发动机简介
1.1简介
EA888发动机,相信大家都不陌生,它现在可是大众旗下中高级车型的主力“心脏”。
为了应付日益激烈的市场竞争以及更为严苛的排放法规,大众又推出了新一代的EA888(第三代)发动机。
目前这款发动机已在海外部分车型装备,性能较上一代有了明显的提升。
就在近日,这款发动机(1.8L)也出现在2014沃德十佳发动机的获奖名单中,其实力可见一斑。
究竟新一代的发动机在结构以及性能上都有哪些变化,有哪些技术亮点?
下面就来看看。
1.2EA888发动机的发展历程
EA888发动机绝对是大众汽车的明星发动机,目前已广泛应用于大众、奥迪等品牌下的多个车型上。
从上图可以看到,这款EA888发动机的历史并不算长,从2006年最早的第一代开始,到今年也才9年的光景,不过已经发展到了第三代。
汽车采用模块化平台生产已是大势所趋,作为新一代的EA888发动机,同样适合应用在大众最新的MQB和MLB平台上。
而符合欧6的排放标准,未来新一代EA888发动机也将成为大众中高级车型动力的“中流砥柱”。
这款第三代EA888发动机已在海外量产,并已搭载在部分新车型上,如新一代高尔夫GTI、2014款Jetta、Passat等。
目前国内的车型搭载的还是第二代EA888发动机,不过据了解目前大众长春发动机工厂也开始投产第三代EA888发动机了,看来这款全新的发动机很快就会来到我们的身边,而离我们最近的应该就是采用全新MQB模块化平台的国产奥迪了。
1.3新一代EA888发动机性能
文章开始前,我们先来看看新一代EA888发动机在性能参数上有哪些变化。
参数发动机
第二代1.8T
第二代2.0T
第三代1.8T
第三代2.0T
排量(mL)
1798
1984
1798
1984
缸径x行程(mm)
82.5x84.1
82.5x92.8
82.5x84.1
82.5x92.8
压缩比
9.6:
1
9.6:
1
9.6:
1
9.6:
1
功率(kW(PS)/rpm)
118(160)/4500-6200
147(200)/4300-6000
127(173)/3800-6200
160(220)/4500-6200
扭矩(N.m/rpm)
250/1500-4500
280/1500-3900
320/1400-3700
350/1500-4500
从图中可以看到,第三代EA888发动机(1.8T)的动力性能明显要由于上代,最大扭矩达到了320N.m,而且在1400转时就已爆发,性能已直逼第二代2.0T版本。
同时可以看到(上图右侧曲线图),在保持发动机1500转的情况下,第三代EA888在不到3秒的时间内就已达到了峰值扭矩,动力响应时间比上代两个排量版本的都要好。
目前这款发动机在国外已经实现量产,已搭载在部分车型上,逐渐进行更新换代。
如新一代高尔夫GTI,搭载的就是EA8882.0L版本,最大功率比现款提升了20PS达到220PS,最大扭矩更是提升了70N.m,达到350N.m。
最大扭矩转速较上代来得更早,在1500转就以开始爆发,而功率平台也更为宽广,从4500转一直持续到6200转,拥有更为直接的加速性能。
另外,官方表示,这台发动机动力性能有了明显的提升,而且燃油经济性较上一代更是提升了18%。
北美2014款Jetta(国内速腾)、Passat等车型上也搭载新一代的EA888发动机,在动力性能以及燃油经济性方能都有着不错的表现。
在2014沃德十佳发动机评选中,Jetta上的这台1.8T发动机也光荣上榜。
评委TomMurphy对这台发动机的评价是,这款发动机的动力表现令人非常满意,而且运转起来很安静。
在城市和郊区的综合工况下,Jetta(1.8T+6AT)的百公里油耗为7.8L,而在高速公路上油耗将降至6.5L左右。
较之前的2.5L自然吸气发动机,全新的1.8T发动机在拥有更好的动力性能的同时,油耗消耗降低了17%。
预计2014年初,海外的甲壳虫也将装备这台全新的EA888发动机。
2.EA888全新技术
2.1内置气缸盖排气歧管
新一代EA888发动机你再也看不到绝代部分发动机都能看到的排气歧管,那它跑哪去了?
工程师将它“藏在”在气缸盖里了,这样的设计这听起来是不是有点不可思议?
你要知道,发动机内部的零件布局本来就相当紧凑,譬如气缸盖内需要布置的构件就很多,如凸轮轴、进排气门、火花塞、喷油器(缸内直喷)以及各种冷却管道等等,要在如此狭窄的空间里再布置一个体积不小的排气歧管并非易事。
即使通过优化空间布局,解决排气歧管的布置,还有一个更为严酷的问题就是排气管的冷却。
大家都知道,发动机长时间工作排气歧管的温度也是很高的(能达上千度)。
如今将它布置在气缸盖内部,那么这部分的冷却管路也需要重新设计,同时对于这部分的缸体结构要求也更高。
要知道,发动机如果在全负荷工作下,对于排气歧管的冷却是个难题,因为这部分冷却液温度会上升得很快,如果循环速度不够快,有可能这部分的冷却液会发生沸腾,那么冷却效果肯定会受到影响。
为了解缸盖内的受热情况,工程师甚至使用了一套全新的模拟计算方法,来优化气缸盖的冷却效率。
内置气缸盖排气歧管的设计还是首次应用到四缸涡轮增压发动机上,既要解决结构上的布局,又要处理由此带来的冷却问题,可谓是“劳心伤神”的改造,那这种设计会带来哪些好处?
首先,排气歧管使用冷却液进行冷却,从排气管出来的气体温度会降低,那么涡轮增压器进气端的气体温度和压强也会降低,这样发动机的调教也可以更加激进。
其次,由于排气歧管因内置(体积变得更小了),废气到达涡轮增压器的距离也缩短了,废气驱动涡轮增压器的能量也会更大。
最后一点就是下面提到的热力管理系统了。
2.2热力管理系统
上面提到,由于排气歧管被布置在气缸盖内部,发动机的冷却系统需要重新优化设计,以满足更为复杂的冷却需求。
大家都知道,发动机都要有一个高效的工作温度,并非越低就越好,所以在这个环节中,冷却系统的调节起了关键作用。
我们都知道,发动机冷启动时温度低,发动机的内部运动构件摩擦较大,油耗也大,所以暖机的速度当然是越快越好。
由于EA888发动机的排气歧管集成于气缸盖内,同是采用发动机冷却水来冷却,那么相当于冷却系统多了一个热源,这样就能更快地实现暖机,使发动机更快地进入高效的工作状态。
在冷却循环系统中,EA888采用了电机主动控制,通过两个旋转滑阀对冷却液循环流向进行调节,相对于以前的热敏传感器的控制方式相比,电机可以进行更为精准地控制,满足发动机在各个工况下对于温度的需求。
而利用排气歧管水套的热量,可以更快提升发动机暖机速度,降低发动机油耗,还可以减少冷启动造成内部构件的摩擦,最终使得它每公里二氧化碳的排放量降低约2.5g。
2.3FSI+MPI混合喷射技术
所谓混合喷射技术,就是发动机同时采用缸内直喷与歧管喷射相结合的技术,即FSI+MPI混合喷射技术。
说起这个技术相信很多人会第一时间想起丰田的D4-S燃油双喷射技术(年初上市的丰田86的发动机就有采用这种技术),没错,现在大众也来“玩”这种技术了。
新一代EA888发动机同样采用这种技术,除了原来的高压燃油直喷系统外,在进气歧管侧增加了传统低压的多点喷射系统。
燃油系统根据发动机的不同工况,采取合适的喷射模式。
另外,缸内直喷的燃油喷射压力也从上代的150bar提高到200bar,旨在压榨每一滴燃油,当然对于燃油的品质要求也更高。
采用这种技术可以更为灵活地控制燃烧室内的油气混合物,一方面可以兼顾发动机在不同工况下的效率,重要的是可以降低排放,满足日益苛刻的排放法规。
为什么这么说?
缸内直喷发动机在低负荷工作时,由于气缸内混合气体中的氧气过量,那么多余的氧气容易与混合气体中的氮气发生反应,产生氮氧化合物,影响尾气的排放。
而采用混合双喷技术,可以很好地兼顾发动机的高效率与低排放,我想这是工程师加入低压喷射的主要原因,全新EA888发动机已经达到了欧6的排放标准。
2.4重新设计的涡轮增压器
涡轮增压器作为EA888发动机一个核心部件,大众工程师对于它也进行了重新优化设计,结构强度以及增压压力都有所提高。
具有以下特点:
首先增压器的涡轮叶片采用新的合金材料,可以承受高达980℃的排气温度。
其次在涡轮处安装了氧传感器,这也是首
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