雖說新能源已經占據了車市的半壁江山，但內燃機還遠未到要退出歷史舞臺的時候，而只要內燃機一天尚存，其升級進化就不會停止。至于其前進的方向，其實標題便揭示了——在動力體驗要一如既往變強的同時，還得有著更潔凈的排放，以及更低的油耗。

按照目前汽車工業(yè)的技術水平，上述三項其實隨便挑一項來達成，對叫得上名的幾乎所有車企而言，其實都是輕而易舉的，但要同時實現(xiàn)，那就真有一點挑戰(zhàn)性了。只是難做并不意味著不可能，比如在上汽大眾途昂Pro上實現(xiàn)國內首搭的第五代EA888發(fā)動機，就是一個迎難而上且獲得成功的極佳案例，我們不妨看看它都用上了什么“外星科技”，才實現(xiàn)了這看似不可能的任務。

師承保時捷911 Turbo——可變截面渦輪

要說EA888這一系列發(fā)動機有什么標簽是所有人都會想起，那我覺得“渦輪增壓”肯定算其中呼聲最高的一項。所以談到EA888的升級換代，渦輪自然也是大眾首先會想到的環(huán)節(jié)。 

相信對發(fā)動機技術有所了解的讀者都曾耳聞，在發(fā)動機開發(fā)的過程中，渦輪尺寸大小的敲定，曾經是個需要取舍妥協(xié)的矛盾體。要是選個大一點的渦輪，那最高進氣量/增壓值都可以相應變大，發(fā)動機的峰值輸出會更強，但由于其本身轉動慣量也大了，以至于中低轉速時很難被完全吹動，產生所謂“渦輪遲滯”，日常行車時發(fā)動機的控制性就差了。反之如果為了中低轉表現(xiàn)選個小渦輪，遲滯問題可以得到解決，但最大進氣量/增壓值又有了瓶頸，發(fā)動機的峰值輸出就會弱一些。

簡單來說，要馬力就只能接受車子變更不好開，而要車子好開馬力上就得有犧牲。

但成年人就是想全都要，那有什么方法呢？天空飄來六個字——可變截面渦輪。這里的可變截面，指的是安裝在渦輪排氣端殼體上的導流葉片角度可變，通過不同角度引導發(fā)動機排氣來吹動渦輪轉子，可以實現(xiàn)類似給渦輪裝上變速箱的功能，在低速時可以更快讓其加速（但最高轉速有限），在轉速上去后又可以更進一步提升高專區(qū)間的持久力，最終實現(xiàn)的結果就是一個渦輪同時兼?zhèn)淞诵〕叽缛菀状祫友舆t低，以及大尺寸高增壓值高流量的特性，反映到內燃機整體性能上，則為中低轉速區(qū)間的控制性以及高轉速時極限輸出數據都能達到較優(yōu)秀的水平。 

以第五代EA888為例，在可變截面渦輪的加持下，能實現(xiàn)1700-4500rpm持續(xù)輸出高達400Nm的峰值扭矩，5000-6500rpm持續(xù)爆發(fā)200kW峰值功率的驚人指標。其中尤為值得一提的是跨度達到1500rpm的功率平臺，這意味著全力加速時，幾乎每次換擋轉速掉落后，發(fā)動機依然能維持最大功率輸出，可帶來的實際動力體驗，用“源源不絕”四字形容絕不為過，也是途昂Pro這么一款大型SUV憑借2.0T四缸變可實現(xiàn)（實測）7.4秒破百加速成績的先決條件。

哦對了，為了最大程度提升燃油效率，第五代EA888還是一款全工況下的米勒循環(huán)發(fā)動機，200kW的峰值功率對于一眾奧拓循環(huán)2.0T發(fā)動機來說都算得上是非常強悍的輸出了，而它竟然是不以功率見長的米勒循環(huán)發(fā)動機？這不欺負人嗎？由此也可以看得出可變截面渦輪在高轉速/高增壓/高進氣量工況下，天花板究竟有多可怕。 

說起來，可變截面渦輪其實并不是特別新鮮的技術，在過去很長一段時間內都是絕大多數柴油發(fā)動機的標配，但挪到汽油機上技術難度就暴增了，主要原因在于排氣溫度高得多，1000℃以上屬于常態(tài)，這惡劣工況對活動機械部件來講壓力還是不小的，比方說第五代EA888發(fā)動機上搭載的渦輪本體，就需經歷遠超用戶正常使用強度的極限灼燒-冷卻循環(huán)測試，并成功通過，方才最終量產，以保證裝車后的可靠性。另外播報一則冷知識：實現(xiàn)可變截面渦輪汽油機首次搭載的也是同屬大眾集團的保時捷，那是在代號997的911 Turbo車型上，家里有這樣的先驅，所以可以看到后來此項先進技術的普及與下放，也是由大眾集團領軍。

全方位多角度將供油玩兒明白

內燃機的最關鍵核心就是高效燃燒，而高效燃燒意味著要對空氣與燃料實現(xiàn)最優(yōu)控制，如果說可變截面渦輪對進氣控制帶來了大幫助，那第五代EA888在供油方面的進化，也是值得大書特書的。

首先要提及的，便是500bar超高壓噴油（目前同級普遍水準為200-350bar）。我們都知道，直噴發(fā)動機與電噴發(fā)動機的區(qū)別，就在于噴油在缸內而非歧管處進行，這可以帶來噴油量控制更精準、帶走更多缸內熱量降低爆震風險幫助提升效率與動力等好處，但由于油氣混合時間大大縮短，也有著混合不勻燃燒不充分增加污染物排放的劣勢，而提升噴油壓力，可以讓噴油嘴處噴出的油滴直徑更?。ū确秸f第五代EA888的油滴直徑僅為6微米），結合高滾流進氣道設計，大大縮短油滴在空氣中蒸發(fā)混合的耗時，從而解決上述問題。 

當然，單純提升噴油壓力式不能解決所有問題的，甚至可能會帶來新問題，比如噴射壓力加大后油束的“射程”是不是就可能更遠了？要是噴太遠了沾到氣缸壁，不僅目的實現(xiàn)不了，而且還會帶來“濕壁效應”，讓氣缸的潤滑變差，機油劣化速度也加快了，所以第五代EA888還在500bar基礎上實現(xiàn)了噴油的分段多次精確控制，趨利避害。

被精確控制的不僅僅是油束的射程，還有就是每次噴油的分量。要知道對于汽油機來說，如果要同時達成澎湃、高效、經濟、耐久等目標，噴油量其實是存在最優(yōu)解的，那就是噴油量與進氣量盡量接近理論最佳空燃比λ，對于普通汽油來說這個魔法數字大概是14.7，此比例下燃料可在空氣中剛好完全燃燒。

此基準下如果噴油加濃，可以一定程度降低缸內溫度，對部件耐久性有利，但是會導致廢氣中一氧化碳、碳氫化合物等不完全燃燒導致的污染物增加，當然油耗也會水漲船高；如果噴油減少變?yōu)橄”∪紵拇_可以節(jié)省一定量的燃油，但缸內溫度會升高，部件壓力暴增，同時因高溫導致的NOX等污染物也會增加。

目前的電控汽油機有一臺算一臺都是閉環(huán)控制，系統(tǒng)通過對進氣與排氣的監(jiān)控，是可以通過ECU計算，實現(xiàn)比較精準的噴油的，策略上都會比較接近理想空燃比。但問題在于，內燃機的工況是多變的，一方面是出于部件壽命與穩(wěn)定性考慮，在必要時會稍稍改變實際空燃比（比如大輸出加濃），一方面則是系統(tǒng)機械性能（反應速度）所限，拉長時間線看空燃比可能可以實現(xiàn)動態(tài)平衡，但具體到每一瞬間就難說了。而第五代EA888的強項，就是在于通過技術升級，能實現(xiàn)幾乎每一瞬間的空燃比都更趨于接近理想值。

這帶來的最大好處當然就是油耗與排放，尤其是排放方面，第五代EA888是可以達到遠高于當下國六B標準的歐七排放的，開個玩笑，在某些空氣污染較大的地區(qū)，甚至可以當凈化器來用。至于說高輸出工況下，因為不加濃而可能導致的動力響應與缸內/排氣溫度過高等問題，則是靠著包括可變截面渦輪在內的一眾新裝備來規(guī)避了。

不讓用戶承擔環(huán)保的代價

要讓排放廢氣中的污染物含量降一降再降，發(fā)動機本體對燃燒的優(yōu)化當然是根本，但排氣后處理系統(tǒng)也是必不可少的環(huán)節(jié)。提到這個我估計很多車主就要犯愁甚至發(fā)火了，因為自打國六排放標準實行，GPF搭載變得普及以來，后處理系統(tǒng)被堵，需要原地再生，甚至到店維修的情況不絕于耳，大大降低了消費者的用車體驗。

對此，很多聲音都說這是為了環(huán)保而必須付出的代價，但像大眾這樣負責任的大廠看來，哪怕環(huán)保有代價，那也并不能讓用戶來承擔。因此，第五代EA888也對此作出了必要優(yōu)化，最核心的升級便是采用了緊耦合排氣凈化處理裝置。 

簡單來說，該裝置的核心思路在于將三元催化與GPF等后處理單元高度整合，使其變得緊湊，并盡可能安裝在更接近渦輪后端排氣出口的位置。相比起部分車型將后處理安裝在排氣中段（一般位于車底中部）的方案，第五代EA888的這種設計，可以讓排氣在未被過多冷卻，溫度尚在高位的情況下通過后處理裝置。

大家可能不知道，在材料可承受的安全范圍內，通過后處理裝置的排氣溫度越高，處理效果是相對更理想的，尤其是對于GPF而言，因為其根本工作邏輯便是截留廢氣中以碳煙為主的顆粒物，并在載體中通過排氣的高溫（一般需要550℃乃至600℃以上）與殘留氧氣二次燃燒掉。要是正常行車時就能達到工作溫度，那GPF是可以實現(xiàn)邊行駛邊無感再生的，但要是其長期無法達到工作溫度，積存于其中的顆粒物無法被燃燒，就會帶來上面提到的堵塞問題。

是的，都知道溫度很重要，但到這里就又回到部件如何承受更高工作溫度的問題上了。以正在講的排氣后處理單元為例，第五代EA888上面，大眾就強化了整個裝置的結構設計和材料，全部使用了高鎳不銹鋼，關鍵部位使用鈦合金不銹鋼，并使用了激光焊接技術。生產過程中使用了定制化封裝技術，確保每一個三元催化載體、襯墊、殼體高度適配。 

至于發(fā)動機本身以及最受排溫影響的渦輪本體，也作了對應的升級，比如排氣門就用到了比較常用但有效的中空充鈉設計，而渦輪殼體也采用了高鎳鉻不銹鋼材質，都使這些部件本身對高溫的耐受性有了較理想的提升，不至于那么容易因為高溫炙烤而失效。此外從前作便運用到的水冷集成式排氣歧管也在第五代EA888上得到了延續(xù)，即便幅度有限，但某程度上還是可以適當控制被排往渦輪與后處理系統(tǒng)的廢氣溫度的。

寫在最后

至此，關于第五代EA888如何同時做到澎湃、環(huán)保還省油，基本就解答完畢，可以說每一項新技術單拎出來都值得大書特書，這款機器還一次性搭載了那么多，要是展開慢慢講，講一天一夜都未必能講完。就我們自己對途昂Pro的體驗而言，這么大的一款SUV，方方正正的造型風阻也不低，破百僅需7.4秒，幾乎和一眾小鋼炮大差不差，高速油耗能壓到6.6升每百公里，跟轎車比都不遜色，其實就這些數據便很有說服力。 

另外，我個人覺得第五EA888的亮點還不僅僅在性能參數上，作為大眾這種國際化一線大廠的主力機型，大家看不到的還有其開發(fā)過程中所經歷的一眾數之不盡、場景多如繁星般的耐久度驗證測試，為的就是讓每位用戶都可以放心買到可靠的產品，如果這都不夠說服力，還有“動力總成終生質?！卑藗€大字兜底。相比起那些從立項開發(fā)到量產上市，從PPT到經銷商可能都不到三年的產品，誰能讓用戶安心，可謂不言而喻。