第三节 EA888发动机
一、EA888发动机构造原理
1.缸体
（1）灰铸铁缸体 缸体做了根本性的改动，主要目标是降低重量。壁厚从约35mm减至30mm。另外，机油粗过滤器的功能整合到缸体内。就缸体来讲，与第2代EA88系列发动机相比，总共可降低24kg，内部摩擦所消耗的功率也有所降低。减重所用到的最重要的措施是减小了主轴承直径和改进了平衡轴的轴承（图2-3-1）。
图2-3-1 发动机缸体
（2）进气侧平衡轴（图2-3-2） 注意：拆进气侧平衡轴时，需要拆卸后部的水泵驱动轮的固定螺栓（左旋螺纹）。
图2-3-2 进气侧平衡轴
（3）曲轴连杆 曲轴连杆（图2-3-3）包括五道钢质主轴支撑、八块平衡块配重、三道螺栓横向连接轴承盖。与第2代发动机相比，主轴承直径从52m降至48mm，平衡重块的数量从8个降至4个。这样的话，可以使质量降低16kg。主轴承的上轴瓦和下轴瓦都是双层无铅轴承，可保证适用于智能启停的工作模式。
图2-3-3 曲轴连杆
2.油底壳
油底壳（图2-3-4）上部是铝压铸而成的，其中用螺栓固定的有机油泵和蜂窝式件（用于抽取机油和机油回流）。另外，油底壳上部内还有压力机油通道和双级机油泵的控制阀。
图2-3-4 油底壳
油底壳上部与缸体之间的密封，是采用常温固化型密封剂来实现的。螺栓使用的是铝制螺栓。为了进一步改善发动机的声响特性，主轴承盖与油底壳上部是用螺栓连接的。
油底壳下部是采用塑料制成的，这样可以降低约10kg的质量。密封是采用橡胶成型密封垫来实现的，采用钢制螺栓连接。
油底壳下部内装有机油液面高度和机油温度传感器G266，放油螺塞也是塑料制的（卡口式连接）。
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3.缸盖
配有直喷系统的涡轮增压发动机上，首次在缸盖（图2-3-5）内集成了废气冷却系统及废气再循环系统。
图2-3-5 缸盖
4.链条驱动系统
（1）正时链条 链传动机构的基本构造，差不多就是直接取自第2代发动机，但还是有改进的地方（图2-3-6）。由于摩擦减小了且机油需求量也减少了，所以链传动机构所耗费的驱动功率也就减小了。因此链条张紧器就做了匹配，就是按较低的机油压力进行适配。
图2-3-6 正时机构主要组成
这几处改动一方面涉及链条装配的工作步骤；另一方面还要用到一些新的专用工具。另外，在拆装了链条机构后，必须用车辆诊断仪进行适配，这实际上就是为了诊断而要获知链条机构的部件公差并做相应的考虑（图2-3-7）。
图2-3-7 链条驱动
（2）平衡轴 平衡轴除了降低了重量外，有几处改成了滚动轴承支承，这样就可以明显降低摩擦，尤其是在机油温度较低时效果更明显。另外，这个措施对于智能启停模式和混合动力模式的可靠性也具有积极意义（图2-3-8）。
图2-3-8 平衡轴的组成
5.附加装置支架
在发动机的附加装置支架上，集成有机油滤清器支架和机油冷却器支架。该支架内有机油道和冷却液通道（流向机油冷却器），还装有机油压力开关、活塞冷却喷嘴的电控阀以及多楔皮带的张紧装置。
机油滤清器滤芯筒总成易于更换，从上面就可够着。为了在更换滤清器时不淌出机油，在松开时会打开一个锁销，于是机油就流回油底壳。
机油通道如图2-3-9所示。冷却液通道如图2-3-10所示。附加装置支架内还集成有冷却液供液管，用于机油冷却器。
图2-3-9 机油通道
图2-3-10 冷却液通道
6.奥迪气门升程系统（AVS）
开发奥迪气门升程系统，是为了优化换气过程。该系统首次是在2.8L-V6-FSI发动机上应用。
为了改善转矩特性，将第2代2.0L-TFSI发动机所成功使用过的奥迪气门升程系统（双级气门升程系统）直接“移植”过来。
7.凸轮轴调节器
另一项重要改进，就是在排气凸轮轴上也有凸轮轴调节器。这样的话，在操控换气过程时，就可以达到最大灵活度。奥迪气门升程系统与排气凸轮轴调节器一起使用，就可满足在全负荷和部分负荷时对于换气的不同需求。
其他改进处：
①更长的火花塞螺纹；
②新的棒形点火线圈；
③凸轮轴重量经过了优化；
④滚子摇臂经过了优化（降低摩擦）；
⑤气门机构的弹簧力降低；
⑥新的机油加油口盖，在上部链条盒内；
⑦冷却液温度传感器G62转载缸盖内（创新温度管理）；
⑧高压泵变动了位置，机油细滤器有所改进；
⑨废气涡轮增压器的涡轮壳体直接用螺栓固定在缸盖上；
⑩进气道经过了优化；
⑪喷射部件再次进行了改进（包括隔声方面）。
8.集成式排气歧管（IAGK）
一个重要改进就是使用了带有点火顺序分隔装置的冷却式排气歧管，该歧管直接集成在缸盖内。
由于使用了这种集成式排气歧管，与普通的歧管相比，涡轮前部的废气温度明显降低。另外，使用了耐高温涡轮增压器。
通过这种组合，就可以（尤其是在高转速时）基本上取消用于保护涡轮的全荷加浓工况。因此，在正常行驶工况以及以运动方式驾车行驶时，燃油消耗明显降低。另外，集成式排气歧管可以使得冷却液能得到快速预热，因此该歧管是温度管理的重要组件。
排气道（图2-3-11）的布置原则是：排气气缸的废气气流对任一其他气缸的扫气过程不能有影响。全部的流动能量都供驱动废气涡轮增压器的涡轮使用。1缸和4缸以及2缸和3缸的排气道，分别在通向涡轮增压器的过渡处是交汇的。
图2-3-11 排气道
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9.集成式排气歧管的冷却
集成式排气歧管可以使得冷却液能得到快速预热，因此该歧管是温度管理的重要组件。在预热阶段，在很短时间后热量就传入冷却液。这个热量被立即用于去预热发动机以及为车内乘员供暖。由于热量损失很少且路径很短，因此后面的部件（λ传感器、废气涡轮增压器和催化净化器）就能更快地达到最佳工作温度。
在经过了很短的预热阶段后，就过渡到冷却工况，因为集成式排气歧管附近的冷却液很快就会沸腾。正因为这个原因，冷却液传温度感器G62也安装在缸盖的最热点之处（图2-3-12）。
图2-3-12 集成式排气歧管的冷却
10.曲轴箱排气与通风
曲轴箱排气与通风系统也是经过再开发的，因此缸体与大气之间的压力比就可按较大的压降来设计，这对降低发动机机油消耗量很有利（图2-3-13）。另外，还尽量考虑到减少部件数量，因此在发动机之外，只有一根管子用于导出已净化了的窜气。
图2-3-13 曲轴箱排气与通风
该系统包含下述部件：缸体内的机油粗分离器；机油细分离器拧在气缸盖罩上用于导出已净化的窜气的管子；缸体内的机油回流管（带有位于油底壳蜂窝式件的止回阀）。
（1）机油粗分离 机油粗分离器是缸体的组成部分，让窜气气流在一个迷宫式结构中改变方向，就可以分离出一部分机油。分离出的机油经缸体内的回流通道流回到油底壳中，该通道的末端在机油液面以下。
（2）机油细分离 经过粗分离后的窜气从缸体内经缸盖内的一个通道被引入机油细分离器模块（图2-3-14）。窜气先在旋流式分离器中进行净化，旋流式分离器所分离出的机油通过缸体内的一个独立通道流回油底壳，该通道的末端在机油液面以下。止回阀的作用是：在压力比不利的情况下，防止机油被从油底壳中抽出。在以运动风格来驾车行驶时（急加速），机油回流口可能会露出，因为油底壳内的机油被晃到一侧。即使这样，止回阀也会封住机油回流通道，该阀是个惯性阀。
图2-3-14 机油分离器
净化后的窜气流经单级燃烧压力调节阀，该阀与外界空气存在压差。在何处引入窜气，是由空气供给系统的压力比决定的。
（3）将净化后的窜气送去燃烧 在经过机油细分离器和压力调节阀后，被净化了的窜气就被送去燃烧。这个气体控制是通过自动止回阀（集成在机油细分离器模块内）来自动进行的。
发动机停机时，止回阀回到其初始位置，这时朝废气涡轮增压器方向的止回阀是打开着的；朝进气歧管方向的止回阀是关闭着的。
（4）安装错误识别 在某些市场，比如北美洲，法规要求与排气相关的部件要有安装错误识别功能。
如果模块上的曲轴箱通风管没有安装或者安装错误，那么安装错误识别的接口就会打开。由于该接口是与缸盖进气侧直接相连的，于是发动机会立即吸入过量的空气，λ调节器会识别出这个情况的。
（5）全负荷工况（增压工况）（图2-3-15） 这时在整个增压空气路径上都产生了过压，于是止回阀就关闭。由于曲轴箱内压与涡轮增压器的吸气侧存在着压差，因此止回阀2就打开，被净化了的窜气由压气机吸入。
图2-3-15 全负荷工况（增压工况）
（6）怠速和较低的部分负荷工况（自然吸气模式）（图2-3-16） 在自然吸气模式情况下，由于进气歧管内有真空，所以止回阀是打开着的，而止回阀2是关闭着的，被净化了的窜气直接经进气歧管被送去燃烧。
图2-3-16 怠速和较低的部分负荷工况（自然吸气模式）
（7）曲轴箱通风（PCV）（图2-3-17） 曲轴箱通风装置与机油细分离器和压力调节阀合成在一个模块中，安装在气缸盖罩上。曲轴箱通风是通过连接在涡轮前方的通风管和曲轴箱通风阀内的一个计量孔来实现的。因此，该通风系统是这样设计的：只在自然吸气模式时才进行通风。
图2-3-17 曲轴箱通风
11.机油供给
即使是压力机油回路，也是在不断地优化和改进着（图2-3-18）。重点改进如下；
图2-3-18 机油循环系统
①优化了机油供给系统的压力机油通道，这样在容积增大的同时又减小了压力损失；
②降低了压力机油段的压力损失；
③扩大了较低压力时的转速范围；
④较低压力时机油压力下降；
⑤可控式活塞冷却喷嘴。
综合来看，这些措施明显降低了发动机的内摩擦，燃油消耗也因此再次降低。
（1）可调机油泵 该机油泵的基本功能与第2代发动机用的泵是一样的，但是有如下变化：泵内的液压调节又经过进一步开发，因此对该泵的控制更精确（图2-3-19）。该泵的传动比有所变化，现在其运行得更慢，i=0.96。
图2-3-19 机油泵结构
（2）机油压力控制阀N428（图2-3-20） 机油压力由低压段切换到高压段是由负载和发动机转速决定的。低于限值时，机油泵以1.5bar的压力运行。当达到4500r/min的转速时，机油泵会产生3.75bar的油压。新车行驶前1000km范围内，机油泵一直保持高压。如果机油压力控制阀发生故障则闭合，机油泵在高压段运行。
图2-3-20 机油压力控制阀N428
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（3）可控式活塞冷却喷嘴（图2-3-21） 机油压力开关F447检测油道中的油压并监控活塞冷却的情况，在0.3～0.6bar的油压下关闭。
图2-3-21 可控式活塞冷却喷嘴
①可控式活塞冷却喷嘴控制策略。发动机控制单元使用发动机转矩、发动机转速和机油温度来控制喷嘴的开闭。
可控式活塞冷却喷嘴打开（图2-3-22）：N522控制阀断电，油压仅施加在一侧上，并沿着回位弹簧移动，当油压超过0.9bar时，机械电磁阀打开，连接至活塞冷却喷嘴的通道可用。油液流向活塞冷却喷嘴，由此激活喷嘴。基于机油压力开关F447的信号，发动机控制单元确定活塞冷却喷嘴已激活。
图2-3-22 可控式活塞冷却喷嘴打开
②可控式活塞冷却喷嘴关闭（图2-3-23）。活塞冷却喷嘴控制阀N522打开电磁阀的控制口。机械电磁阀受到来自两侧施加的油压，回位弹簧的力更大，机械电磁阀被推回。油道连接管中的油液流动被中断，活塞冷却喷嘴关闭。基于机油压力开关F447的信号，发动机控制单元确定活塞冷却喷嘴已关闭。
图2-3-23 可控式活塞冷却喷嘴关闭
③活塞冷却喷嘴的功能监控。在活塞冷却喷嘴控制阀N522的诊断和机油压力开关F447的辅助下，可监控到活塞冷却喷嘴是否正常工作以及活塞是否受到充分的冷却。
可发现以下故障：
a.在需要机油压力的情况下，活塞冷却喷嘴上没有机油压力，机油压力开关F447发生故障；
b.在活塞冷却喷嘴关闭的情况下油道内仍有机油压力；
c.N522断开连接表明活塞冷却喷嘴一直保持开启状态；
d.N522接地短路表明活塞冷却喷嘴关闭；
e.N522接正极短路表明活塞冷却喷嘴开启。
如果机油压力开关F447发生故障，活塞冷却功能会一直开启：
a.无活塞冷却的影响；
b.转矩和转速受限制；
c.机油没有低油压段；
d.组合仪表中的EPC灯亮起；
e.仪表上出现发动机转速限制在4000r/min的提示。
12.冷却系统
（1）冷却液循环 以1.8TFS纵置发动机、手动变速器且无驻车加热装置为例来进行说明（图2-3-24和图2-3-25）。
图2-3-24 冷却液循环
图2-3-25 冷却液循环原理图
1—暖风热交换器；2—变速器机油冷却器；3—自动空调冷却液截止阀N422；4—冷却液循环泵V50；5—变速器冷却液阀N488；6—冷却液膨胀罐；7—冷却液温度传感器G62；8—带有发动机温度调节执行元件N493（旋转滑阀1和2）的冷却液泵；9—废气涡轮增压器；10—集成式排气歧管（IAGK）；11—发动机机油冷却器；12—散热器风扇V7；13—散热器风扇2（V177）；14—散热器出口冷却液温度传感器G83；15—散热器
（2）创新温度管理（ITM） 在对发动机进行进一步改进时，对整个冷却循环系统也做了修改（图2-3-26）。主要有这几项内容：发动机的快速预热，通过快速且经热力学方面优化的发动机温度调节来实现降低油耗，以及在需要时给乘员舱加热。创新温度管理的两个最重要部件是：集成在缸盖内的排气歧管和发动机温度调节执行元件N493。创新温度管理作为一个模块与水泵一起安装在发动机较冷的一侧。
图2-3-26 冷却循环系统组成
（3）发动机温度调节执行元件（N493旋转滑阀） 发动机温度调节执行元件N493用在1.8L和2.0L发动机上，无论纵置和横置都是一样的。采用两个机械连接的旋转滑阀来调节冷却液液流（图2-3-27）。
图2-3-27 冷却泵结构
1—发动机温度调节执行元件N493的驱动机构和传感器；2—去往散热器的供液管接头；3—去往发动机机油冷却器的接头；4—中间齿轮；5—旋转滑阀2；6—旋转滑阀1的轴；7—旋转滑阀壳体；8—膨胀式节温器（安全式节温器）；9—密封组件；10—来自散热器的回流管接头；11—旋转滑阀1
旋转滑阀角度位置的调节是按照发动机控制单元内的各种特性曲线来进行的。通过旋转滑阀的相应位置，就可实现不同的切换状态。因此，就可让发动机快速预热，也就使得摩擦变小了（因此燃油消耗减少）。另外，可让发动机温度在85～107℃之间变动。
（4）发动机温度调节执行元件N493的功能 一个直流电机驱动旋转滑阀转动，该电机由发动机控制单元通过PWM信号（12V）来操控，操控频率为1000Hz。这里的新内容是操控信号，这是个数字信号，从结构上讲像CAN总线信号。这个操控过程一直持续进行着，直至到达发动机控制单元给出的位置。正的操控信号（诊断仪上的测量值）表示旋转滑阀在向打开的方向转动。
电机通过一个很结实的蜗轮蜗杆传动装置来驱动旋转滑阀1，这样就能控制机油冷却器、缸盖以及主散热器中的冷却液液流（变速器机油冷却器、废气涡轮增压器和暖风回流管不进行调节）。旋转滑阀2是通过一个滚销齿联动机构与旋转滑阀相连的。该联动机构的结构是这样的：旋转滑阀2在特定角度位置会与旋转滑阀连上和脱开；旋转滑阀的旋转运动（打开流经缸体的冷却液液流）在旋转滑阀转角约为145°时开始；在旋转滑阀转角约为85°时再次脱开，此时旋转滑阀2达到其最大转动位置，缸体内的冷却液循环管路就完全打开。旋转滑阀的运动，会受到机械止点限制。
发动机越热，旋转滑阀的转动也就越快，因此不同的横断面也就有不同的流量。为了能准确识别旋转滑阀的位置以及功能故障，在旋转滑阀的控制电路板上装一个旋转角度传感器，该传感器将数字电压信号发送给发动机控制单元。旋转滑阀的位置可用诊断仪在测量值中读出（图2-3-28）。
图2-3-28 冷却泵解剖图
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（5）操控策略
①预热。要想预热发动机，旋转滑阀就需转到160°的位置。在这个位置处，旋转滑阀1会封闭发动机机油冷却器和主散热器回流管开口。旋转滑阀2封闭通向缸体的开口。自动空调冷却液截止阀N422和变速器冷却液阀N488暂时关闭。冷却液续动泵V51不通电，于是冷却液不在缸体内循环。不流动的冷却液根据负荷和转速情况，被加热至最高90℃。
②自加热。如果有加热请求，那么自动空调冷却液截止阀N422和冷却液循环泵V51就会被激活，于是冷却液就会流经缸盖、废气涡轮增压器和暖风热交换器。
③小流量。该功能用于：在缸体内的冷却液静止时（即不流动时），防止缸盖（集成式排气歧管）和涡轮增压器过热。为此要将旋转滑阀转到约145°的位置上，从该位置起，滚销齿联动机构就会带动旋转滑阀动作，该阀开始打开。这时，少量冷却液就会流经缸体而进入缸盖，流经涡轮增压器，再经旋转滑阀模块流回水泵。
还有一部分冷却液，在需要时会经冷却液止回阀N82流向暖风热交换器。冷却液循环泵V51仅在“有加热要求时”，才会激活工作。由于可以快速加热冷却液，那么在发动机预热阶段就可以将摩擦降至很低。
④接通发动机机油冷却器的预热运行。在接下来的预热阶段，就只接通发动机机油冷却器。在旋转滑阀到达120°的位置起，发动机机油冷却器接口就开始打开。与此同时，旋转滑阀2一直在继续打开，流经缸体的冷却液流就越来越大。通过这种有针对性地接通发动机机油冷却器，可以额外加热发动机机油。
⑤变速器机油加热。在发动机热到足够程度后，最后会打开变速器冷却液阀N488以便用过剩的热量来加热变速器机油。
变速器机油加热功能在下述情况下接通：不用暖风，冷却液温度达到80℃时；使用暖风，冷却液温度达到97℃时。
⑥通过主散热器实施温度调节。在转速和负荷很小时，就把冷却液温度调至107℃以便使得发动机摩擦最小。随着负荷和转速升高，会将冷却液温度调低，最低可至85℃。为此，旋转滑阀就在0°～85°之间根据冷却需要来进行调节。在0°这个滑阀位置时，主散热器回流接口完全打开。
⑦关闭发动机后的续动功能。为了避免缸盖和涡轮增压器处的冷却液在发动机关机后沸腾，也为了避免对发动机进行不必要的冷却，会按特性曲线启动续动功能。该功能在发动机关闭后，最多可工作15min。
为此将旋转滑阀转至“续动位置”（160°～255°）。在这个续动工况，也会实现冷却液温度调节。在需要以最大续动能力来工作（255°）且冷却液温度较低时，则主散热器回流接口打开，但是去往缸体的接口却用旋转滑阀2封闭。另外，冷却液续动泵V51和冷却液止回阀N82也都激活。
冷却液这时分成两个分流：一个是经缸盖流向V51；另一个经涡轮增压器流经旋转滑阀，随后再流经主散热器而流回冷却液续动泵V51。缸体在续动位置时，则没有冷却液流过。通过这个功能，可以明显降低续动持续时间，且不会产生大量的热能损失。
⑧故障情况。如果转角传感器损坏了的话，那么该旋转滑阀就会开至最大位置（发动机冷却能力最强）。如果直流电机损坏或者旋转滑阀卡死，那么根据旋转滑阀位置情况，会激活转速限制和转矩限制功能。
如果旋转滑阀内的温度超过113℃，那么旋转滑阀内的膨胀式节温器就会打开通向主散热器的一个旁通支路，这样的话冷却液就可以流经主散热器，于是，出现故障时也可以继续行驶。
其他反应：组合仪表上出现信息，提示转速已被限制在4000r/min，提示音响一次，EPC灯也被接通，组合仪表上显示真实的冷却液温度。打开冷却液截止阀N82，激活冷却液续动泵V51，以保证缸盖的冷却。
13.空气供给和增压
说明：需要松开拉杆上的锁紧螺母，才能更换增压压力调节器V465。完成更换后，需要使用诊断仪来对增压压力调节器进行设置（图2-3-29）。
图2-3-29 空气供给和增压系统图
A—废气气流；B—废气涡轮增压器；C—空气滤清器；D—新鲜空气气流；E—废气泄放阀；F—增压空气冷却器；G—进气歧管翻板；G31—增压压力传感器；G42，G71—进气温度传感器；G186—电子油门的节气门驱动器；G187—电子油门的节气门驱动器的角度传感器1；G188—电子油门的节气门驱动器的角度传感器2；G336—进气歧管翻板电位计；G338—节气门控制单元；N249—涡轮增压器循环空气阀；N316—进气歧管翻板阀；V465—增压压力调节器
（1）横置发动机进气系统 如图2-3-30所示。
图2-3-30 横置发动机进气系统
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（2）纵置发动机进气系统 如图2-3-31所示。
图2-3-31 纵置发动机进气系统
（3）进气歧管（图2-3-32和图2-3-33） 由于增压压力较高，所以对集成的进气歧管翻板系统进行了彻底的修改。弯曲的单体式不锈钢轴，可以为进气道内的凹形翻板提供很大的抗扭性。通过进气歧管翻板电位计（非接触式转角传感器）来识别翻板位置。
图2-3-32 进气岐管正面
图2-3-33 进气岐管反面
凹形翻板在打开状态时是绷紧在基体上的，这样就可以将气流的冲击降至很小。
该轴由发动机控制单元借助真空单元（双位控制）经进气歧管翻板阀N316并以电控气动方式操控。
（4）废气涡轮增压器 增压系统使用的是全新开发的单进气口式废气涡轮增压器（图2-3-34）。
图2-3-34 废气涡轮增压器
采用单进气口式废气涡轮增压器，可以改善全负荷特性（尤其是在较高转速区域时）。气缸盖上废气出口采用双流式通道布置，在废气涡轮增压器中一直延伸到紧靠涡轮的前面，这样总体上可以实现尽可能好的点火顺序分开（四个分成两个一组）。这种废气涡轮增压器有如下特点：
①电控泄放阀调节器带有增压压力调节器V46和增压压力调节器的位置传感器G581）；
②λ传感器在涡轮前面（λ传感器G39）；
③小巧的铸钢涡轮壳体，带有双流式入口，直接用法兰固定在缸盖上；
④压气机壳体带有一体式的脉动消声器和电控循环空气阀（涡轮增压器循环空气阀N249）；
⑤抗高温（Inconel为涡轮，最高可承受980℃的高温）；
⑥壳体带有机油和冷却液通用接口；
⑦铣削的压气机转子使得转速更稳、噪声更小；
⑧涡轮是混流式的。
（5）用于获知空气质量和空气温度的传感器 增压压力传感器G31安装在增压空气冷却器和节气门之间的空气管中，该传感器信号用于控制增压压力。
进气温度传感器G42连同进气压力传感器G71，使用压力和温度信号来确定出空气质量。
（6）增压压力调节器V465（图2-3-35） 奥迪四缸涡轮增压发动机，首次使用了电控泄放阀调节器。这种技术与以前使用的高压单元相比，有如下优点。
图2-3-35 增压压力调节器V465
①响应速度和精度更高。
②能不依赖当前的增压压力来实施控制。
③因为卡止力较大，所以即使在发动机转速低至1500r/min时，也能保证发动机输出320N·m的最大转矩。
④在部分负荷时主动打开泄放阀，可以降低基本增压压力。
⑤在催化净化器预热时主动打开泄放阀，可以使得催化净化器前的废气温度增高10℃，这样可使得冷启动排放降低。
⑥由于电控泄放阀调节器的调节速度快，在负荷往降低方向变化时（怠速滑行），可以让增压压力立即下降，这对改善涡轮增压器的声响特性尤其有利（排气的呼啸声）。
这个增压压力调节驱动伺服机构，由下述部件组成。
①壳体。
②直流电机增压压力调节器V465。
③减速机构。
④集成的非接触式位置传感器（增压压力调节器位置传感器G58I）。
⑤减速机构内的机械式上、下内止点挡铁。
⑥推杆上的间隙和公差补偿元件。
增压压力调节器的工作原理：直流电机借助减速机构和推杆来让泄放阀翻板运动。在下机械止点时，由泄放阀翻板座上的外止点限制这个运动；在上机械止点时由壳体上的减速机构内挡铁来限制运动。直流电机的操控由发动机控制单元来执行，操控频率为1000Hz。
推杆在其长度方向可以调节，因此在更换了调节器后可以调节泄放阀翻板位置。
（7）增压压力调节器位置传感器G581 增压压力调节器位置传感器G58安装在增压压力调节器减速机构的壳体端盖上。在这个端盖上，还有一个磁铁架，带有两块永久磁铁。磁铁架在壳体端盖中导向并压在减速机构内的弹簧座上。如果移动了推杆，那么它就会经过霍尔传感器的磁铁（该磁铁也在壳体端盖上），并获知调节行程的实际值。调节行程用模拟的线性电压信号来输出。
14.燃油系统
燃油系统工作原理如图2-3-36所示。
图2-3-36 燃油系统工作原理
（1）混合气形成/双喷射系统 直喷汽油发动机所排出的细微炭烟颗粒比当前的柴油发动机最多能高出10倍，这个问题的讨论越来越多，这促使研究人员开发了双喷射系统（图2-3-37）。可实现下述目标：
图2-3-37 双喷射系统
①将系统压力从150bar提高到200bar；
②改善噪声。
③达到EU-6关于颗粒质量和数量的要求（能将炭烟排放降低10倍），降低废气排放（尤其是CQ），使之符合当前和将来的排放要求；
④适应另加的进气歧管喷射系统要求。
⑤降低部分负荷时的燃油消耗（这时使用MPI喷射比较有利）。
（2）MPI喷射系统 MPI系统通过高压泵的冲洗接口来获得燃油供给，这样的话，在以MPI工况工作时，高压泵就可继续由燃油来冲洗并冷却。
为了尽量减小脉动（高压泵会把这个脉动引入到油轨的），在高压泵的冲洗接口中集成有一个节流阀。
MPI系统配有自己的压力传感器，就是低压燃油压力传感器G410按需要的压力供油，由燃油箱内的预供油燃油泵G6来提供。预供油燃油泵G6由燃油泵控制单元J538经发动机控制单元来操控。MPI油轨由塑料制成。MPI喷油阀（N532～N535）安装在塑料进气歧管中，按最佳射束方向布置。
（3）高压喷射系统 为了应对系统压力高达200bar的情况，高压区的所有部件都做了改进。于是，喷油阀经钢质弹簧片就与缸盖断开（指声响方面）。同样，高压油轨与进气歧管也断开，且与缸盖是用螺栓连接的。高压喷油阀的位置略微向后移了一些，因此混合气的均匀程度得到了改善，而且阀的温度负荷也降低。
为了使发动机在将来都采用相同的调节方式，这个调节方式也再次做了改变。现在的调节方式的基本原则是：在拔下燃油压力调节阀N276的插头时，高压区就不再形成压力（建压）。
（4）工作模式 发动机是用MPI模式工作还是用FSI模式来工作，是通过特性曲线内的计算来决定的。为了使得炭烟排放很少、机油稀释很轻以及爆震趋势很小，喷射（MP或者FSD）的数量和种类在热力学方面均经过优化，这就改变了混合气形成的状态。为此，就需要针对喷油时刻和喷油持续时间进行适配。
在发动机冷机时（冷却液温度低于45度且取决于机油温度情况），那么就一直使用直喷方式来工作，在每次发动机启动时使用的也是直喷方式。
在长时间使用MPI模式工作时，为了防止高压喷油阀内的燃油烧焦，则使用了冲洗功能，即短时激活FSI模式。
15.发动机管理系统
发动机管理系统原理如图2-3-38所示。
图2-3-38 发动机管理系统原理
二、EA888发动机主要特点
1.可变排气升程
通过排气凸轮轴上的电子气门升程切换系统以及进气和排气凸轮轴上的可变气门正时，实现对每个气缸气体交换的优化控制。较小的凸轮轮廓仅用于低转速，此功能有以下好处：
①优化气体交换；
②防止废气回流到之前的180°排气缸；
③入口打开时间更早，填充程度更佳；
④通过燃烧室内的正压差减少余气；
⑤提升响应性；
⑥在较低转速和较高增压压力下达到更高的转矩。
为了使排气凸轮轴上两个不同的气门升程之间能相互切换，排气凸轮轴上有4个可移动的凸轮件（带有内花键）。每个凸轮件上都装有两对凸轮，通过两个电动执行器对两种升程进行切换。电动执行器接合每个凸轮件上的滑动槽，并移动凸轮轴上的凸轮件（图2-3-39）。
图2-3-39 可变排气升程组件
2.智能热管理系统
其冷却回路的主要特点是：在原来传统节温器控制大、小循环的基础上全新开发出运用电控旋转阀组件的创新型热量管理系统。创新型热量管理系统是针对发动机和变速器的一项智能冷启动和暖机程序，它可实现全可变发动机温度调节，对冷却液液流进行目标控制。
3.进排气相位可调
凸轮轴前端的两个电磁阀分别控制进气侧和排气侧凸轮轴的角度，其中进气凸轮轴调节范围为60°，排气侧为34°，无论1.8T还是2.0T发动机，其调节角度并没有不同。
4.气缸盖集成排气歧管
集成式缸盖：结构紧凑，冷却水升温更快，制造工艺比传统缸盖更复杂。
与1.8T发动机相比，2.0T发动机只是将原本“属于”涡轮废气端外壳的歧管纳入缸盖内，尽管这能降低涡轮自身的重量，但对于缸盖来说其制造工艺变得复杂很多。将排气歧管纳入缸盖内之后，交错歧管周围的冷却水道能够将歧管内的排气温度迅速带热，不仅能让水温以更快的速度达到最佳工作温度（90℃左右），对于乘客的体感来说，天冷的时候座舱内的暖风也会来得更早。
为了配合冷却系统的变化，并能更精准地调节冷却系统的温度，灵敏度更高、调节也更灵活的电子节温器取代了传统的石蜡型节温器。1.8T发动机也使用了电子节温器，不过由于没有采用集成缸盖式设计，冷启动时冷却水的升温速度自然赶不上2.0T发动机。
5.双喷射系统
燃油喷射系统：由缸内直喷与歧管喷射相结合的混合喷射系统。
双喷射系统用的高压油轨（直喷部分）和低压油轨（歧管喷射），都是从高压油泵接出来的，而1.8T发动机的油泵只提供用于缸内直喷的出油口。由于缸内直喷的喷油压力可达20MPa，而歧管喷射对于油压的要求并不高，所以两根油轨采用了不同的材质，缸内直喷油轨为金属材质，而歧管喷射为塑料材质。
在发动机处于低负荷状态时，发动机只有歧管喷射一组喷油嘴工作，相比仅有直喷功能的发动机而言产生的污染物更少，同时也减少进气门背面产生积炭的可能。而当发动机转速逐渐提高之后，直喷和歧管喷射两组喷油嘴同时工作保证发动机的动力输出。
至于直喷系统在发动机达到多少转速时介入工作，工程师并未给出一个明确的转速值，而是给了一个较为宽泛的转速范围，在2000～3000r/min之间。
6.可控活塞冷却喷射管
活塞顶并不是在任何工况下都需要冷却的。
有针对性地关闭活塞冷却喷嘴，可进一步降低燃油消耗。取消了弹簧加载的活塞冷却喷嘴另一个原因是总体机油压力级是很小的。
7.全新涡轮增压器及电控废弃旁通
第三代EA888发动机的涡轮增压组件同样经过了创新的优化设计。除了采用可耐980℃新合金材料的增压器涡轮叶片之外，在结构上也做了大胆的改进。
其中一个显著的特点，就是采用了电动的废气旁通控制阀和电动泄压阀。相对于之前被动的真空旁通阀，对于阀门的开启和关闭控制得更为快速、更为精准。此外，第三代EA888发动机还在涡轮处安装了氧传感器，可以第一时间了解到废气中的氧气成分，及时调整喷油量以及气门开闭的时刻，进一步提升发动机的效率。
三、EA888发动机维修要点和难点
1.检查正时链条伸长度
带检查窗的链条张紧器，用于诊断链伸长度（图2-3-40）。
图2-3-40 检查链条张紧器
可看到2圈表示链条正常（图2-3-41）。
图2-3-41 可看到2圈表示链条正常
可看到7圈表示更换链条（图2-3-42）。
图2-3-42 可看到7圈表示更换链条
注意：要求不超过6个凹槽即7个螺纹。
诊断程序通过凸轮轴与曲轴的相对位置检测链条伸长度，如果位置多次超过凸轮轴特定的限值，则故障存储器中会生成故障记录。在故障存储器中存储故障记录后，可以对链条张紧器进行目检来检查链条的伸长度。
对发动机进行以下操作之后，必须对诊断程序进行更新，以便在维修之后诊断程序能够正常运行：
①更换了发动机控制单元；
②更换了连接至链条传动装置的发动机组件；
③更换了正时链或整个发动机。
链条的正时标记与上一代发动机一致（图2-3-43）。
图2-3-43 正时标记
2.电子排气门升程可变系统
（1）凸轮轴执行器 通电后电磁线圈使金属销向外移动插入凸轮件调节槽进行调节（图2-3-44）。
图2-3-44 凸轮轴执行器工作状态
（2）凸轮件调整及锁止 每个凸轮段使用两个执行器：一个执行器使凸轮件从大凸轮调节到小凸轮；另一个执行器以相反方向调节（图2-3-45）。
图2-3-45 电子排气门升程可变系统组成
执行器由发动机控制单元J623的接地信号启动，通过主继电器J271供电。调节槽的轮廓迫使凸轮段移动到另一个位置，通过弹簧加压球进行锁紧（图2-3-46）。
图2-3-46 执行器工作原理
在低转速范围内，气门升程切换至更小的排气凸轮轮廓，右侧执行器移动金属销，它接合滑动槽，将凸轮件移至小凸轮轮廓（图2-3-47）。
图2-3-47 低转速时工作原理
部分负载和全负载下，为达到最佳的气缸填充性能，排气门需要最大的气门升程。为了达到此目的，左执行器被启动，由左执行器移动其金属销（图2-3-48）。
图2-3-48 部分负载和全负载时工作原理
发动机控制单元根据重置信号得知金属销的当前位置。当复位斜面推动执行器的金属销回位时，生成一个复位信号。发动机管理系统可根据哪个执行器发出复位信号来确定相关滑动装置的当前位置（图2-3-49）。
图2-3-49 执行器启动
（3）系统故障的影响 如果一个执行器发生故障，则无法再执行气门升程切换功能。在这种情况下，发动机管理系统会尝试将所有气缸切换为最近成功的一次气门升程切换。如图2-3-50所示，如果不成功：
图2-3-50 进排气凸轮的区别
①所有气缸会切换至更小的气门升程位置。
②发动机转速限制在4000r/min，故障存储器中记录下故障。
③EPC警告灯亮起。如果可切换到较大的气门升程位置，故障存储器中也会存储故障。在这种情况下，不限制发动机转速，且EPC灯亮。
3.排气侧平衡轴管的安装
检查平衡轴管的安装位置。开口（图2-3-51中箭头）必须朝向链侧。轴管必须向内安装到底，否则可能在发动机运转的时候会产生噪声。
图2-3-51 排气侧平衡轴管的安装
4.拆卸和安装正时链及平衡轴链条
（1）拆卸正时链及平衡轴链条
①先拆下正时链盖，按图2-3-52中箭头所示方向旋拧装配工具T10352/2，将两个正时调节阀拆下。
图2-3-52 拆卸正时调节阀
视频精讲
注意：两个正时调节阀都是左旋螺纹。
②拆下如图2-3-53中箭头所示螺栓。
图2-3-53 拆卸轴承座
③取下轴承座。
④用止动工具T10355旋拧皮带盘到上止点位置。
⑤凸轮轴链轮上的标记1必须与标记点2和3对齐（图2-3-54）。
图2-3-54 对齐正时标记
⑥皮带盘上的槽口必须对准下部正时链盖上的标记（箭头）。
⑦拆下下部正时链盖。
⑧沿图2-3-55所示箭头方向按下机油泵链条张紧装置的张紧杆，然后用锁销T40011将其锁定。
图2-3-55 安装锁销T40011
⑨拧下螺栓1，然后拆下链条张紧装置。
⑩拧入杆T40243（图2-3-56中上部箭头），一起按下链条张紧装置的弹簧挡圈1，然后保持其不动。
图2-3-56 安装杆T40243
视频精讲
⑪按图2-3-56中下部箭头方向缓慢推动杆T40243，然后保持其不动。
⑫使用锁销CT80014固定链条张紧器（图2-3-57）。
图2-3-57 使用锁销CT80014固定链条张紧器
a.拆下杆T40243。
b.拧上将凸轮轴锁紧工具T40271/2固定到气缸盖的螺栓（图2-3-58），然后按箭头2方向将其插入链轮的花键之间。若必要，用装配工具和转接器T40266按箭头1方向旋拧进气凸轮轴。
图2-3-58 安装专用工具
⑬拧下螺栓2，然后拆下凸轮轴正时链张紧轨1（图2-3-59）。
图2-3-59 拆下凸轮轴正时链张紧轨
a.将凸轮轴夹T40271/1用螺栓固定至气缸盖。
b.如图2-3-60所示，用装配工具T40266按箭头1方向旋拧排气凸轮轴，直到凸轮轴锁紧工具T40271/1可以按箭头2方向插入链轮花键为止。
图2-3-60 安装专用工具
c.用螺丝刀释放卡扣，然后向前压下顶部导轨（图2-3-61中箭头）。
图2-3-61 向前压下顶部导轨
⑭取下其余导轨和链条。
（2）安装正时链及平衡轴链条
①检查曲轴是否位于上止点位置：曲轴平面部分（图2-3-62中箭头）必须水平。
图2-3-62 对齐标记
②用永久性记号笔在气缸体1上做标记。
③用防水笔标记与标记2邻近的三链链轮咬牙1（图2-3-63）。
图2-3-63 做标记
④如图2-3-64所示，旋转惰轮和平衡轴，使标记箭头按图中所示对齐，切勿松开螺栓1。
图2-3-64 对齐标记
⑤用皮带盘螺栓（图2-3-65中箭头）将压块T10368拧入。
图2-3-65 安装压块T10368
⑥带颜色标记的链节必须定位于链轮上的标记处（图2-3-66）。
图2-3-66 对齐链条标记
⑦将正时链安装到进排气凸轮轴和曲轴链轮上（图2-3-67）。注意对准标记点。
图2-3-67 安装正时链
⑧用装配工具和转接器T40266旋拧排气凸轮轴，从链轮花键之间拆下凸轮轴锁紧工具T40271/1，然后消除凸轮轴张力。
⑨拆下凸轮轴夹板T40271/1，进气凸轮轴旋拧的方法同上。
⑩装上机油泵链条及各个导轨。
5.检查发动机正时
①用24mm套筒，通过皮带盘以正常转向旋转曲轴，直到标记（图2-3-68中箭头）几乎位于顶部为止。
图2-3-68 对准正时标记
②将火花塞从气缸拆下。
③旋拧千分表转接器T10170/A，直到其将要进入火花塞孔时为止（图2-3-69）。
图2-3-69 安装测量工具
④插入带延长杆T10170A/1的千分表VAS 6341，直到其将要到位且可通过自锁螺母锁紧时为止（图2-3-69中箭头）。
⑤缓慢旋转发动机的曲轴，直至指针到最大值。
6.燃油系统卸压
燃油供给方式为缸内直喷，高压燃油泵由排气凸轮轴后端的方形凸轮带动。高压燃油压力最高为200bar。
出于安全考虑，在打开高压部件之前，例如拆卸高压泵、燃油分配器、喷嘴、燃油管或燃油压力传感器G247之前，必须将高压范围内的燃油压力降低到4～7bar，消除燃油高压，以防发生危险。
卸压的具体步骤如下。
①拆卸燃油压力调节阀N276插头。
②拔下SB10燃油泵控制单元熔丝。
③启动发动机。
④用诊断仪进入01-10-140组观察到燃油压力下降到4～7bar。
⑤关闭点火开关并立即打开高压管路，如果不马上打开高压管路，燃油压力可能会再度稍稍升高。
⑥完成修理后要清除故障存储器。
四、EA888发动机易出故障的装置
1.适用于第1、2代EA888发动机
①凸轮轴位置传感器漏油。
②水泵漏水。
③油气分离器问题。
④正时链张紧器自动泄压。
⑤进气歧管流道位置传感器问题。
⑥曲轴位置/凸轮轴位置相关性故障。
2.适用于第3代EA888发动机
①高压燃油泵异响。
②油底壳下体放油螺栓。
③点火线圈故障。
④机油加注口盖泄漏。
⑤发动机轴承桥磨损。
五、EA888发动机故障诊断
1.奥迪EA888 Gen3发动机无法启动，转速表显示380r/min
（1）故障现象 发动机无法启动，起动机不转动。
在点火开关打开状态下，转速表不处于零位，例如会显示380r/min的转速。
在发动机控制单元中记录有关于“转速怠速控制低于额定值”或者“点火开关关闭时间间隔信号不可信”的故障码。
（2）故障分析 如果在关闭发动机后立即通过启动/停止来关闭点火开关，那么在个别情况下会使得在发动机控制单元中保存最后一次识别的转速，所存储的转速信息会妨碍发动机启动。
（3）解决措施 通过复位发动机控制单元（断开接线）可以删除所保存的转速。然后重新启动发动机，用SVM01A149可以更新发动机控制单元并排除故障。
2.A3 EA888 Gen3发动机电动燃油泵异响
（1）故障现象 怠速或行驶时，电动燃油泵发出呜呜异响。
（2）技术背景 电动燃油泵泄压阀开启压力为6.2bar，在油压达到6bar时间歇性开启/闭合，不规律振动引起噪声。
（3）生产线解决方案
措施1：改进电动燃油泵泄压阀，开启压力调整到6.5bar。
措施2：改进发动机电脑对燃油泵控制策略（升级发动机电脑）
（4）售后解决方案
①对于措施1之前的车辆，即LF2A28VXF5047817之前的车辆，先更换电动燃油泵，然后使用01A129升级发动机电脑。
②对于措施1之后、措施2之前的车辆，即底盘号在LF2A28VXF5047817与LFV3A28V7H5005550之间的车辆，使用01A129升级发动机电脑。
注意：维修时请查询维修历史；该方案仅适用于A3 1.8T CUF车辆。
3.Q3 EA888 Gen3发动机轴承桥磨损
（1）故障现象 车辆抖动，OBD灯报警。
（2）故障分析 01中有故障码存储（图2-3-70），内容为凸轮轴位置/曲轴位置传感器分配不正确。拆下凸轮轴轴承桥，可见明显磨损（图2-3-71）。
图2-3-70 故障码存储
图2-3-71 凸轮轴轴承桥有明显磨损
轴承桥磨损判定：
①该故障是由凸轮轴轴向窜动引起的；
②凸轮轴轴向窜动引起轴承桥端面磨损，可见明显台阶；
③轴承桥内部及轴颈磨痕属于正常现象，不能作为故障判定依据（图2-3-72）。
图2-3-72 凸轮轴轴承桥磨损情况
（3）解决措施 更换总成。
注意事项：
①故障车行驶里程均很短，一般都在5000km以内。
②所有条件均满足才能执行上述方案（故障码、凸轮轴轴承桥磨损）。
总结：如果只有P0016故障存储而凸轮轴轴承桥未磨损，建议检查以下零件：凸轮轴相位传感器；凸轮轴相位调节器；三位四通阀。
4.油底壳下体放油螺栓漏油
（1）故障现象 由于错误的维修，导致油底壳下体放油螺栓处漏油。
（2）涉及范围 EA888 Gen3 1.8L/2.0L。
（3）故障原因 维修保养后，由于使用了过大的拧紧力矩，导致油底壳下体和放油螺栓连接的壳体处出现变形，导致不密封泄漏。
（4）解决方案
①针对该部位维修保养时，需更换新的螺栓和垫片。
②使用规定的30N·m的力矩进行拧紧。
新旧状态油底壳放油螺栓处对比（首台号CUFB57575，ZP4：2017.09.24）。
5.点火线圈断裂
（1）故障现象 发动机抖动，失火，点火线圈故障。拆解发现点火线圈橡胶断裂，更换火花塞时，点火线圈橡胶断裂导致损坏。故障车大多行驶里程较长，在15000km以上。
（2）问题原因
①Gen3点火线圈设计特点，导致在拆卸时图2-3-73中圆圈部位会承受拉伸力和剪切力，此位置为断裂薄弱点。
图2-3-73 损坏位置
②未使用正确的拆卸工具和拆卸方法，会增加点火线圈断裂风险。
（3）保养操作
①严格按照保养手册中的相关规定拆卸和安装点火线圈，并使用保养手册中规定的专用工具T10530。
②安装火花塞时，用硅基润滑脂润滑点火线圈，在于火花塞接触的橡胶管口四周涂抹薄薄一层，用量为（0.13±0.05）g。
③使用工具T10530拆卸点火线圈时，应匀速缓慢，垂直向上拔出，切不可过快或拔歪（图2-3-74）。
图2-3-74 使用工具T10530拆卸点火线圈
④尽量等发动机冷却下来后，再对点火线圈进行拆卸。
⑤安装点火线圈装配螺栓时，应使用力矩扳手，拧紧力矩不得超过10N·m。
6.Q5 EA888发动机故障灯亮
（1）故障现象 2.0L EA888发动机故障灯亮时，发动机部位产生啸叫声。
（2）故障分析 发动机故障灯报警同时伴随啸叫声，用6150B诊断显示油压调节阀断路，频率达216次，属于高频率多发。让故障重现时测量N276阀电压为零，检查线路及插头，一切正常。查看线路图发现，N276由J757发动机部件供电继电器供电。查看J757供电继电器控制线路及电源，正常。拆检J757发现继电器触点烧毁（图2-3-75），更换J757后车辆故障排除。
图2-3-75 J757继电器触点烧毁
（3）解决措施 更换J757供电继电器。
7.Q5 EA888发动机，车辆加速无力
（1）故障现象 2.0L EA888发动机，车辆加速无力，发动机出现异常的噪声。
（2）故障分析 该车废气灯报警，有时加速无力，发动机出现异常的噪声。诊断仪提示有发动机存储故障码P229400，内容为燃油压力调节阀断路。检测供电线路，正常。
检查高压泵燃油压力调节阀线束和燃油压力调节阀供电继电器，最终断定是继电器故障，更换后故障排除（图2-3-76）。
图2-3-76 J757、N276电路图
8.EA888 2.0T发动机疑似高压泵故障排除步骤（图2-3-77）
图2-3-77 EA8882.0T发动机疑似高压泵故障排除步骤
9.A7 MIL亮起，故障存储器中存有故障码P2279
（1）车型 A7。
（2）年型 MJ13。
（3）故障现象 废气故障指示灯（MIL）亮起，发动机控制单元内存有故障码P2279，内容为进气系统漏气。
（4）故障分析 由于链条箱盖上机油加注管接头中的锁止凸耳断裂，因此导致机油加注盖无法完全密封。发动机吸入泄漏的空气，故障存储器中存有故障码P2279，废气故障指示灯（MIL）亮起。
（5）解决措施 更换链条箱盖（原装备件库仅提供优化型部件）。
提示：生成故障码P2279的原因除了机油加注管接头密封不严之外，还可能在于其他方面。本TPI仅针对锁止凸耳断裂这一情况。如果锁止凸耳正常，则必须通过引导型故障查询继续进行。
10.冷却模块区域泄漏冷却液
（1）车型 A3、A1、A4、A5、Q5。
（2）年型 MJ12、MJ13、MJ14、MJ15。
（3）故障现象 组合仪表上显示冷却液液位过低，车辆下方有泄漏的冷却液。
（4）故障分析 冷却模块上泄漏冷却液。
（5）解决措施 请尝试精确找到泄漏位置，只更换造成泄漏的部件。注意规定的冷却模块维修深度。当明确确定壳体发生泄漏时，不得一起更换冷却液泵。