发动机适度尺寸理念,奥迪EA888三代半

大洪

　　
　　

　　为了应对越来越严苛的节能减排要求，几乎每家车厂都在研究怎么使用更小的发动机驱动更大级别的车辆。这就是近期非常火热的发动机小型化（DownSizing）趋势。但是偏偏这个时候奥迪发出了不同的声音，认为发动机并非越小越好。在第36届维也纳汽车研讨会上奥迪提出了发动机适度尺寸（Right Sizing）理念。而这个理念的灵魂就是米勒（Miller）循环发动机。那么发动机适度尺寸理念和米勒循环发动机到底是什么样的，请各位慢慢往下看。
　　想必大家也知道EA888是大众集团1.8T和2.0T主力汽油发动机系列。刚刚开始在2015款的奥迪Q5和大众凌度上装配第三代EA888发动机。大部分的车型比如帕萨特、速腾、途观等等使用的还是第二代EA888发动机。奥迪现在怎么就一下子提出了三代半的EA888了呢？其实虽然奥迪与大众共享发动机平台，但是奥迪品牌自身有很多独特的发动机技术。比如同是使用第二代的EA888，装配在奥迪车型上的EA888就被加入了可变气门升程VVL（Variable Valve Lift）控制功能，奥迪称为AVS (AudiValvelift System)。而在第三代EA888发动机里奥迪的AVS技术变成了标配，大众集团的所有车型都能够共享该技术。奥迪当然不甘沉默，提出了适度尺寸理念和三代半的EA888 （Gen.3B）。如下就是大众集团1.8T和2.0T的发动机技术路线图（横轴为年份，纵轴为技术研发方向）。
　　

　　下面我们就来具体介绍一下三代半EA888Gen.3B发动机的特点。简单总结来说，以2.0L排量为例，其特点包括：
　　1.  2.0L三代半Gen3.B 的体积相当于2.0L第三代Gen.3发动机的体积
　　2.  2.0L三代半Gen3.B 的输出功率相当于1.8L第三代Gen.3发动机的输出功率
　　3.  2.0L三代半Gen3.B 的油耗相当于1.4L第三代Gen.3发动机的油耗
　　下面这张图直观地说明了上述特点。
　　

　　以上特点也可以简单概括为以小幅减低发动机输出功率为代价，大大降低发动机的油耗。其实这个特点也是米勒循环发动机的典型特点。那么到底什么是米勒循环呢？先给大家大致普及一下发动机原理。目前市场上跑的汽油发动机汽车超过90%比例都使用的是奥托（Otto）循环发动机。奥托循环发动机的特点就是发动机燃烧包括四个冲程（进气，压缩-点燃，做功，排气）。为了提高奥托循环发动机的效率，最直接的方法就是提高发动机的压缩比。而提高压缩比并不是无极限的，因为会碰到爆震的问题。对应地，开发工程师们创新提出了既然压缩比有一定的限制，那可以提高膨胀比啊。因此米勒（Miller）循环或称阿特金森（Atkinson）循环发动机就被发明出来了。米勒/阿特金森循环最明显的特征就是压缩行程短，膨胀行程长。其实现的基础就是目前发动机普遍具备的可变气门正时技术VVT（Variable Valve Timing），通过控制进气气门早关或晚关实现减短压缩行程的效果。由于具体理论有些枯燥乏味，感兴趣的朋友可以参考汽车之家技术解读的如下链接仔细研究。
　　挤压与膨胀中的秘密 解读发动机压缩比
　　解读发动机（五）阿特金森和米勒循环
　　其实奥迪并非第一个提出使用米勒/阿特金森循环发动机的车企，如果大家关心混合动力汽车的话就会发现很早丰田就开始使用阿特金森循环发动机。目前全球销量最大的混合动力汽车丰田普锐斯使用的就是阿特金森循环发动机。并且目前几乎丰田集团全系混合动力汽车包括丰田凯美瑞2.5h，雷克萨斯CT200h，雷克萨斯NX300h都在使用类似的技术。那让我们借助雷克萨斯CT200h的一些官方介绍资料来解读一下米勒/阿特金森循环发动机的特点。
　　首先之前提到过米勒/阿特金森循环发动机的显著特征就是压缩行程短，膨胀行程长。那么在下面的两张发动机工作原理图中就体现为传统发动机（左侧）进气冲程容积和做功冲程容积相同，而阿特金森发动机（右侧）进气冲程容积小于做功冲程容积。
　　

　　

　　对应的效果就是雷克萨斯CT200h配置的这款阿特金森循环发动机相当于传统1.4L发动机的油耗，1.8L发动机的体积，得到的是1.5L发动机的动力。更直接地说就是提高了发动机效率，用1.4L发动机的油耗干了1.5L发动机的事。
　　

　　

　　

　　

　　大家应该也看出来了，丰田的阿特金森循环发动机相比奥迪的米勒循环发动机貌似在相同油耗的情况下输出功率相对较低一点。其中的原因就需要说一下阿特金森循环到底和米勒循环有些什么区别了。阿特金森循环发动机最早发明于1882年（专利号US 367496），效果很好但是实现起来太复杂，因此一直无法用于批量生产。直到1957年米勒循环被发明出来才具有了量产能力（专利号US 2817322）。而米勒循环的发明专利中特别提及了机械增压发动机。因此目前按照惯例将膨胀比大于压缩比的自然吸气发动机称为阿特金森循环发动机，增压发动机称为米勒发动机。而丰田不使用增压技术，一是整体集团策略的考虑，二是其搭配的车型全都是混合动力车型。发动机的动力输出弱点完全可以被电动机强大的动力输出所弥补。其看重的还是阿特金森循环发动机出色的燃油经济性。对应的奥迪则专注于增压发动机的研发，在其第三代EA888增压发动机的基础上增强可变气门控制功能从而实现米勒循环变得更顺利成章。
　　那么回到本文开头说到的，奥迪在各家车企都在推行发动机小型化的大背景下，提出了不同的论调。认为随着发动机小型化虽然可以使得小发动机提供更大的动力，但是同时也带来了噪音大、可靠性降低等等影响。奥迪通过适度尺寸理念，将米勒循环发动机技术引入传统汽车，用另一个角度的创新方法来降低油耗，同时又能够解决噪声和可靠性的问题。这款三代半的EA888Gen3.B发动机最早将被搭载在新一代的奥迪A4上。有消息显示，最快的话新一代的A4有望在今年9月的法兰克福车展正式亮相。让我们看看这款EA888米勒循环发动机能否像之前的第二代、第三代EA888发动机一样有优异的表现获得沃德十佳发动机的大奖吧。


　　

russell

什么东西都有一个适度。发动机也是这样。学习

aaacxj

发动机也有个最佳排量，其大小是由燃料决定的

bearcat2013

文章知识挺多

raoty

感觉很高深的样子，