Audi公司新型2.0L-R4-TFSI缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)

【德】 R.Budack R.Wurms G.Mendl T.Heiduk

產(chǎn)品介紹

Audi公司新型2.0L-R4-TFSI缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)

【德】 R.Budack R.Wurms G.Mendl T.Heiduk

新一代2.0L渦輪增壓缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)搭載于A4系列車型首次亮相。Audi公司為了提高熱效率采用進(jìn)一步開發(fā)的米勒(Miller)燃燒過程，使均質(zhì)運(yùn)行況狀下的汽油機(jī)的最低比燃油耗達(dá)到了220g/(kW·h)。

汽油機(jī) 米勒循環(huán) 能量轉(zhuǎn)換

1 加長膨脹行程

在直列式四缸渦輪增壓燃油分層噴射(TFSI)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展中，通過發(fā)動(dòng)機(jī)低速化和小型化已取得了顯著的節(jié)油效果，但是為了降低燃油耗而進(jìn)一步減小排量將受到技術(shù)和成本的限制。Audi公司開發(fā)的新型2.0L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)表明，除了進(jìn)一步減小排量之外，還可以通過改變工作過程進(jìn)一步使TFSI技術(shù)既能降低燃油耗又能提高動(dòng)態(tài)性能。這種提高效率的前提條件是加長膨脹行程，通過優(yōu)化的米勒(Miller)循環(huán)與在加大排量的同時(shí)，明顯加大壓縮比來實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。理論上的推導(dǎo)和實(shí)踐都證實(shí)，所獲得的指示效率的改善足可補(bǔ)償因行程加大而引起的摩擦增大。本文介紹了相關(guān)的理論基礎(chǔ)、燃燒過程的設(shè)計(jì)及與第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)相比基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)的變化。

2 TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷史

2004年，Audi公司向歐洲和北美地區(qū)(NAR)市場推出2.0L-EA113機(jī)型，這款TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)首次采用渦輪增壓和缸內(nèi)直接噴射組合技術(shù)并已投入量產(chǎn)[1-2]，從此開創(chuàng)了這種技術(shù)趨勢(shì)，并一直延續(xù)至今。

2008和2012年Audi又推出了第2代和第3代產(chǎn)品，同樣也包含了多樣的技術(shù)創(chuàng)新(圖1)，而下一個(gè)技術(shù)步驟的核心是在第3B代EA888機(jī)型上采用1種新的TFSI燃燒過程，它將有助于繼續(xù)推進(jìn)燃油耗和性能的改善和提高。

圖1 Audi公司R4-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷史[3-7]

3 開發(fā)目標(biāo)

第3B代2.0L-EA888機(jī)型替代第3代1.8L-EA888機(jī)型，其功率等級(jí)為125～147kW。開發(fā)新機(jī)型的初期目標(biāo)是顯著降低燃油耗，改善動(dòng)態(tài)扭矩的建立，為滿足未來全球廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)作好準(zhǔn)備。

考慮到現(xiàn)有車輛在不同行駛循環(huán)中的負(fù)荷型譜，有將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到更高的特性曲線場范圍的趨勢(shì)，其原因一方面是已轉(zhuǎn)化的發(fā)動(dòng)機(jī)低速化和小型化的程度，另一方面是行駛循環(huán)的負(fù)荷越來越高，因此進(jìn)一步降低燃油耗措施的重點(diǎn)應(yīng)在于pme>0.04MPa的平均壓力范圍[8]。

在此背景下，在這種新機(jī)型開發(fā)的準(zhǔn)備階段，應(yīng)對(duì)所有的降低燃油耗技術(shù)進(jìn)行廣泛的前期試驗(yàn)研究。鑒于發(fā)動(dòng)機(jī)小型化從運(yùn)行工況點(diǎn)移動(dòng)所產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，顯然很難再通過這種技術(shù)來進(jìn)一步獲得改善燃油耗。

即使是其他方面的技術(shù)，例如分層運(yùn)行，特別是在優(yōu)化低部分負(fù)荷燃油耗方面，僅呈現(xiàn)出有限的節(jié)油潛力，因此問題的核心在于怎樣才能以最簡易的方法在中等至更高的負(fù)荷范圍內(nèi)獲得最佳的燃油耗。

4 過程控制

若在p-V圖上考察均質(zhì)化學(xué)計(jì)量比汽油機(jī)的工作過程的話，則可清楚地看到，通過加長膨脹行程能夠使從燃燒直至產(chǎn)生機(jī)械功的能量轉(zhuǎn)換過程在膨脹行程期間進(jìn)行得更為有效(圖2(a))。

從傳統(tǒng)的工作過程轉(zhuǎn)換到膨脹行程加長的工作過程，在利用傳統(tǒng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的情況下成功地實(shí)現(xiàn)了與米勒(Miller)配氣正時(shí)和加大排量相結(jié)合的效果。結(jié)果通過匹配配氣正時(shí)和幾何壓縮比能夠在一定程度上在p-V圖上復(fù)制出所期望的工作過程。

如果計(jì)算真實(shí)指示運(yùn)行工況點(diǎn)的附加作功面積(W=∫pdV)，那么就能根據(jù)膨脹行程加長的百分比和不同的負(fù)荷得到圖2(b)所示的對(duì)應(yīng)所作的功[9]。圖中所示出曲線是以1臺(tái)典型的傳統(tǒng)TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)得到的，并且可認(rèn)為是普遍適用的。

膨脹行程加長得越多，工作過程的潛力就越大，并且隨著負(fù)荷的不斷增大，附加作功就繼續(xù)增加。僅在非常低的負(fù)荷下才會(huì)顯示出缺點(diǎn)，其原因是在低負(fù)荷工況點(diǎn)時(shí)(相當(dāng)于pme≤0.1MPa)，高壓過程因強(qiáng)烈的節(jié)流而在非常低的壓力水平上開始，并且僅在接近排氣壓力的水平下結(jié)束，再進(jìn)一步膨脹到低于排氣壓力而導(dǎo)致的負(fù)的作功面積。但是，在中等壓力下，通過額外作功就能調(diào)節(jié)到有所增加。

在相同的能量轉(zhuǎn)換邊界條件下，不使用附加燃油增加指示功，這與提高指示效率具有相同的意義，但是為了評(píng)價(jià)有效的燃油耗優(yōu)勢(shì)，還必須計(jì)入膨脹行程加長后實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的附加機(jī)械損失。

提供1種可轉(zhuǎn)換的小型化設(shè)計(jì)方案作為膨脹行程加長方案的基礎(chǔ)。對(duì)于125～147kW功率范圍和250～320N·m扭矩而言，就如今的增壓技術(shù)狀況而言，排量能夠從1.8L降低到1.6L。圖3示出了在1個(gè)負(fù)荷斷面上膨脹行程加長方案相對(duì)于這種小型化方案典型的燃油耗優(yōu)勢(shì)[10]。在低負(fù)荷時(shí),因摩擦較小和運(yùn)行工況點(diǎn)的移動(dòng)而存在較大的節(jié)油潛力,但是因較早出現(xiàn)爆燃,至此開始就可看到越來越大的燃油耗方面的缺點(diǎn)。以1.6L的發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，就能實(shí)施加大膨脹行程。EA888產(chǎn)品型譜中有 2.0L 排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，用這種機(jī)型就能將膨脹行程加大25%。按照?qǐng)D2(b)就能將多作的指示功補(bǔ)償?shù)皆撠?fù)荷斷面的燃油耗上，節(jié)油潛力就能提高到虛線曲線的水平。若考慮到2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上具有較高的摩擦的話，則燃油耗優(yōu)勢(shì)略有降低，但是與 1.8L 基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，通常都能呈現(xiàn)出顯著的節(jié)油效果。扭矩約從30N·m起，隨著負(fù)荷的增加，與1.6L小型化發(fā)動(dòng)機(jī)相比也顯示出明顯的節(jié)油效果。

圖2 p-V圖上加長膨脹行程以及根據(jù)負(fù)荷和膨脹行程加長的不同所獲得的指示功

這就是說，從工作過程得到的指示燃油耗方面的好處足以補(bǔ)償因摩擦而帶來的缺陷。由于隨著負(fù)荷的增加膨脹終了的壓力提高，相對(duì)于小型化的節(jié)油潛力也隨之增大。在負(fù)荷高于200N·m的情況下，因爆燃限制增大，節(jié)油潛力更超比例地增加。能量轉(zhuǎn)換得越晚，在膨脹行程加長范圍內(nèi)所作的指示功就越大。因?yàn)槠涔?jié)油效果并非如同小型化那樣從運(yùn)行工況點(diǎn)的移動(dòng)而得到的，而是通過工作過程效率的提高而實(shí)現(xiàn)的，因而也獲得了更好的燃油耗。

5 燃燒過程

第一步是從單純的幾何學(xué)考察推導(dǎo)出燃燒過程重要的基本參數(shù)(壓縮比、配氣正時(shí)和增壓壓力需求)。

上文介紹的發(fā)動(dòng)機(jī)方案是以傳統(tǒng)1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)理論上加長膨脹行程,所需的0.25MPa平均壓力是采用約9.5壓縮比達(dá)到的。就理論上而言(圖2(a))，在膨脹行程加長的情況下，最大氣缸容積增大，而最小容積(Vc)則保持不變，因而2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比ε≈11.6。

通過米勒配氣正時(shí)與加大發(fā)動(dòng)機(jī)排量相結(jié)合加長膨脹行程，在理想狀態(tài)其在p-V圖上的換氣過程與基礎(chǔ)小型化方案是相似的，也就是說，配氣正時(shí)補(bǔ)償了因排量變化引起的充氣差異，因而為了達(dá)到相同的絕對(duì)負(fù)荷所需的進(jìn)氣/增壓壓力也應(yīng)相似。1.6L 發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸充量相當(dāng)于2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸充量的80%，在傳統(tǒng)的曲柄連桿中這種狀況是在上止點(diǎn)前后120°CA(曲軸轉(zhuǎn)角)時(shí)達(dá)到的。

進(jìn)氣過程設(shè)計(jì)時(shí)涉及進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間，包括進(jìn)氣門早關(guān)(FES)和進(jìn)氣門晚關(guān)(SES)。對(duì)于這個(gè)課題曾利用電控全可變氣門機(jī)構(gòu)進(jìn)行過廣泛的試驗(yàn)研究[9]，其結(jié)果表明，在部分負(fù)荷時(shí)采用進(jìn)氣門早關(guān)與氣門重疊相結(jié)合能獲得最好的燃油耗。對(duì)于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)而言，在全負(fù)荷時(shí)因存在更好的爆燃邊界條件，即使在應(yīng)用短進(jìn)氣過程長度時(shí)也顯示出明確的燃油耗優(yōu)勢(shì)。

在這樣的前提下，并考慮到特性曲線場中所應(yīng)用的進(jìn)氣門開啟時(shí)間點(diǎn)，150°CA的進(jìn)氣過程長度是最有利的折中。但是，在試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)研究表明，一方面由于氣缸充氣和有效壓縮比的限制及廢氣掃氣之間的折中，使得低端扭矩范圍內(nèi)的性能明顯降低。所以為了達(dá)到全負(fù)荷目標(biāo)更好的折中方案,可以通過將進(jìn)氣門開啟的長度加大到170°CA來達(dá)到，采用這樣的進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間，從基礎(chǔ)的幾何壓縮比ε=11.6出發(fā)能夠?qū)⒂行嚎s比有效降低而不會(huì)過分地限制充氣。采取這些措施能夠達(dá)到第3代1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，同時(shí)與1.8L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)相比，能成功地將基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速降低約 200r/min，并改善了動(dòng)態(tài)性能[10]。

將進(jìn)氣過程長度從150°CA加長到170°CA，由于降低了消除節(jié)流的潛力并提高了爆燃傾向，因而在寬廣的特性曲線場范圍內(nèi)出現(xiàn)了燃油耗方面的缺陷。這種目標(biāo)沖突能夠在第3B代EA888機(jī)型上的進(jìn)氣側(cè)使用Audi可變氣門升程機(jī)構(gòu)來解決。

圖3 在轉(zhuǎn)速為2000r/min的負(fù)荷斷面上加長膨脹行程相對(duì)比小型化的優(yōu)勢(shì)

這種AVS氣門機(jī)構(gòu)能夠在部分負(fù)荷范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)理論上需要的10°CA較短的進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間，因而與渦輪增壓相結(jié)合，即使在140°CA進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間和減小氣門行程的情況下也能達(dá)到相對(duì)較高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，以致于在非常寬廣的特性曲線場范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)氣門早關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。圖4示出了搭載2.0L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器的A4轎車在全球統(tǒng)一的輕型車試驗(yàn)循環(huán)(WLTP)中的實(shí)例，這種行駛循環(huán)能夠完全在進(jìn)氣門開啟時(shí)間短的效果優(yōu)化的進(jìn)氣凸輪廓線上運(yùn)行，即使在試驗(yàn)循環(huán)之外，這種新的燃燒過程也能從Audi可變氣門升程機(jī)構(gòu)的可變性中獲得最大的好處，因?yàn)橹敝?200km/h 車速時(shí)仍可使用短的進(jìn)氣凸輪。

圖4 Audi A4轎車在全球統(tǒng)一的輕型車試驗(yàn)循環(huán)(WLTP)中和等速行駛時(shí)進(jìn)氣凸輪軸(140°CA和170°CA)的應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)理論上推導(dǎo)出的潛力的前提條件是如傳統(tǒng)燃燒過程一樣來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。除了適合于基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)方案(1.6L小型化發(fā)動(dòng)機(jī))的燃燒重心位置之外，重要的參數(shù)還有燃燒速度和相當(dāng)?shù)臒M程度。充量運(yùn)動(dòng)對(duì)于上述所有3種燃燒參數(shù)產(chǎn)生決定性的影響，特別是對(duì)于進(jìn)氣門早關(guān)(FES)方案這種充量運(yùn)動(dòng)首先會(huì)顯著降低，這是由于進(jìn)氣階段結(jié)束得早，充量運(yùn)動(dòng)蛻變的時(shí)間較長，而且因進(jìn)氣門行程減小使得充量從一開始進(jìn)入氣缸就阻礙形成強(qiáng)烈的滾流運(yùn)動(dòng)。除此之外，提高壓縮比所需要的活塞結(jié)構(gòu)又使充量難以維持滾流運(yùn)動(dòng)。圖5將上述這些效果用充量運(yùn)動(dòng)的計(jì)算結(jié)果表示出來。首先因配氣正時(shí)的改變，充量運(yùn)動(dòng)的大小在其他配置相同的情況下降低到約25%，從這個(gè)水平出發(fā)，通過開發(fā)新的進(jìn)氣道，成功地將滾流提高到超過原先值的50%。另一個(gè)必要措施是應(yīng)用進(jìn)氣門導(dǎo)氣屏，在小氣門行程時(shí)通過氣門上側(cè)引導(dǎo)所有的進(jìn)氣空氣質(zhì)量流，從而特別是在氣門關(guān)閉階段再一次成功地授予充量運(yùn)動(dòng)明顯的動(dòng)量，而活塞頂形狀的優(yōu)化又能繼續(xù)有助于支持充量運(yùn)動(dòng)。通過上述的優(yōu)化步驟，綜合效果使充量運(yùn)動(dòng)又提高到第3代2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。

圖5 第3B代2.0L-EA888發(fā)動(dòng)機(jī)充量運(yùn)動(dòng)的開發(fā)

正是在高壓縮比的情況下燃燒室的設(shè)計(jì)具有重大意義，因?yàn)槔缫虮匦璧臍忾T凹陷就需要高的活塞結(jié)構(gòu)，并且易于發(fā)生強(qiáng)烈的裂縫[9]，這對(duì)于充量運(yùn)動(dòng)、燃燒、燃油耗和排放都具有不利的影響。在持續(xù)不斷的開發(fā)中，結(jié)合壓縮比ε=11.0～12.0的各種不同折中狀況，已對(duì)活塞形狀和氣缸蓋上的燃燒室進(jìn)行了廣泛優(yōu)化。

首先與基礎(chǔ)氣缸蓋的組合表明，在考慮到全負(fù)荷目標(biāo)值的情況下壓縮比被限制在11.2。為了按照已被證實(shí)的推論進(jìn)一步提高壓縮比以提高效率，對(duì)燃燒室進(jìn)行了重大的優(yōu)化，因而通過降低燃燒室頂面以及匹配火花塞和高壓噴油器(HDEV)的位置，氣缸蓋側(cè)的燃燒室容積比第3代EA888機(jī)型明顯減小了13%。通過減小氣缸蓋側(cè)的燃燒室容積，可進(jìn)一步優(yōu)化活塞頂形狀，大大降低圓周凸起，而寬敞的燃燒室凹陷并無變化，從而總體上能形成1個(gè)緊湊平和的燃燒室(圖6)。通過這些措施，最終為新的燃燒過程實(shí)現(xiàn)了壓縮比ε=11.7。

圖6 第3B代EA888機(jī)型燃燒室優(yōu)化的方式

6 基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)/機(jī)械結(jié)構(gòu)

除了所介紹的和新燃燒過程所需要的氣缸蓋方面的改變之外，還對(duì)基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化。這些變化的主要目的是進(jìn)一步降低2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的摩擦。與第3代2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)相比,降低的全負(fù)荷目標(biāo)平均壓力允許將曲軸主軸承的直徑從52mm減小到48mm。并對(duì)平衡軸鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總體布置也進(jìn)行了優(yōu)化(圖7)。

圖7 基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)和平衡軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變化(第3代與第3B代的比較)

在外形尺寸受限制的情況下，應(yīng)用變細(xì)的傳動(dòng)鏈允許滑軌以較小的彎度導(dǎo)向，這能減小摩擦力。在奧迪TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)上首次使用0W20粘度等級(jí)的低粘度機(jī)油，它能降低發(fā)動(dòng)機(jī)中許多其他摩擦部位的功率損失。由于機(jī)油粘度較小，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)上的某些部件進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整，例如優(yōu)化了活塞環(huán)或機(jī)油泵的傳動(dòng)比。

就整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這些措施的綜合效果使平均摩擦壓力比第3代EA888機(jī)型降低了8%(在轉(zhuǎn)速 2000r/min 和水溫90℃下測量)(圖8)，同時(shí)這種摩擦的降低使試驗(yàn)循環(huán)中的CO2排放減少了約1g/km。

圖8 Audi-R4-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦的開發(fā)

7 降低燃油耗和CO2的潛力

本文所介紹方案的實(shí)施和優(yōu)化獲得了相對(duì)于以 1.8L 發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的負(fù)荷斷面上的節(jié)油潛力曲線(圖9(a))，而且所測得的新的2.0L機(jī)型的節(jié)油效果完全吻合了理論推導(dǎo)的節(jié)油潛力。

所實(shí)施的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型的節(jié)油潛力與理論值的偏差可以用使用Audi可變氣門升程機(jī)構(gòu)(AVS)改善了消除節(jié)流的效果來解釋，而從扭矩270N·m起，節(jié)油潛力大大降低主要是因?yàn)樘岣吖β蔬M(jìn)入170°CA進(jìn)氣凸輪廓線而使米勒循環(huán)程度減小所致。即使與1.8L-TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)相比保持了顯著的動(dòng)態(tài)性能方面的優(yōu)勢(shì)，但是仍獲得了明顯的節(jié)油效果。與 1.6L 小型化發(fā)動(dòng)機(jī)相比具有同樣明顯的節(jié)油潛力。

圖9(b)示出了第3代1.8L和第3B代2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油耗特性曲線場。最佳燃油耗點(diǎn)分別為 231g/(kW·h)和220g/(kW·h)，而在235g/(kW·h)等燃油耗曲線區(qū)域的大小則表明能在寬廣的特性曲線場范圍內(nèi)獲得明顯的節(jié)油效果。例如在轉(zhuǎn)速 2000r/min 和0.02MPa運(yùn)行工況點(diǎn)的部分負(fù)荷燃油耗也表明，第3代1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)為363g/(kW·h)，而第3B代 2.0L 發(fā)動(dòng)機(jī)則已明顯降低到325g/(kW·h)。

圖9 1.6L小型化發(fā)動(dòng)機(jī)和第3B代2.0L正常尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)與第3代1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷斷面節(jié)油潛力比較及第3代1.8L-EA888和第3代2.0L-EA888發(fā)動(dòng)機(jī)燃油耗特性曲線場

在量產(chǎn)的汽車上，與第3代1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)相比，第3B代2.0L-EA888發(fā)動(dòng)機(jī)在新歐洲行駛循環(huán)(NEDC)中的CO2排放降低了6～8g/km，其搭載于A4轎車上的最低CO2排放為109g/km，成為該汽車等級(jí)中CO2排放的標(biāo)桿(圖10)，即使在用戶實(shí)際使用燃油耗方面也能感受到節(jié)油效果。

圖10 Audi A4第3代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)與競爭機(jī)型的比較

8 結(jié)論

Audi公司用第3B代2.0L-TFSI缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)開發(fā)了進(jìn)一步創(chuàng)新的發(fā)動(dòng)機(jī)方案,這種方案的核心技術(shù)是采用短的進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間、提高壓縮比，以及加大行程排量的新型燃燒過程。這種被稱為正常尺寸的設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)小型化方式不僅在燃油耗，而且動(dòng)態(tài)性能方面都具有明確優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還采取了各種降低摩擦的措施，可使CO2排放降低約1g/km。

在部分負(fù)荷、最佳點(diǎn)和全負(fù)荷的燃油耗，以及與原機(jī)型相比提高的性能都表明，這種機(jī)型不僅非常適用于傳統(tǒng)的動(dòng)力總成，而且必要時(shí)也特別適合于混合動(dòng)力應(yīng)用場合。

為了開拓這種潛力，有必要進(jìn)一步開發(fā)燃燒過程中的能量轉(zhuǎn)換，而且盡管提高了壓縮比，以及對(duì)形成缸內(nèi)充量運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生不利的影響，但是仍能達(dá)到傳統(tǒng)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換速度。這里所介紹的傳統(tǒng)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)加大膨脹行程的模式研究，以及關(guān)于可能達(dá)到的節(jié)油潛力的準(zhǔn)確推導(dǎo)對(duì)開發(fā)過程提供了非常大的幫助，采用這種方式對(duì)在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)所達(dá)到的狀態(tài)都能進(jìn)行精確的分析。

所提出的開發(fā)目標(biāo)僅利用現(xiàn)有的技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)。原則上這種方案還能進(jìn)一步優(yōu)化，但是依賴于增壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

2015年，第3B代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)首次搭載于新型A4轎車，其中新型動(dòng)力裝置在進(jìn)一步降低車輛CO2排放方面占據(jù)重要的份額。新型Audi 2.0L-TFSI缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)在全球幾乎應(yīng)用于所有的Audi轎車以及其集團(tuán)的許多其他車型，并在位于歐洲、北美和中國的工廠中進(jìn)行生產(chǎn)。

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2016-05-30)