EA888型发动机缸体模态分析
EA888系列发动机结构 PPT
出水口
进水口
冷却系统
冷却系统循环管路
膨胀壶
•V51电子水泵
•根据发动机控制
单元内部的特性
ICI
曲线图，在发动
机熄火后电子水
泵工作0-10分钟,
以充分冷却增压
器,防止过热,延长
增压器的寿命.
机油冷却器
涡轮增压器
暖风水箱
水泵
曲轴箱通风系统
气体进入进气歧管
其他进入涡轮增压端
油气入口
曲轴箱内的通道 回油口
J271 发动机控制单元 继电器
冷却液温度传感器
VVT的调节受到空气质量计、转速传感器、霍尔传感器、冷却液温度传感器等新 信号的影响，通过发动机控制单元进行调节，调整的最大范围是60度曲轴转角.
冷却系统
水泵节温器总成
节温器 右侧平衡轴
水泵
•冷却液泵、节温器及G62
•水泵由进气侧的平衡轴通 过皮带驱动装置来驱动
反馈信号G247
执行元件N276
供给系统
喷油嘴
ICI
采用六孔喷油嘴
供给系统
空气供给系统
增压后进气管
涡轮增压器 增压前进气管
空滤
进气歧管 增压空气冷却器
供给系统
进气歧管总成
碳罐电磁阀N80 节气门阀体
进气管转换装置 燃油端口，高压泵
燃油端口
单向阀 燃油分配器 高压传感器G247
供给系统 进气歧管
碳罐电磁阀N80
喷油阀N30—N33
进气歧管翻板电位计G336 进气歧管翻板
供给系统 进气翻板工作状态
进气翻板打开 气门翻板打开 （3000转以上）
进气翻板关闭
翻板
供给系统
进气凸轮轴调节系统（VVT）-轴承支架
大众第3代EA888发动机设计开发深度解密③——涡轮增压与性能
大众第3代EA888发动机设计开发深度解密③——涡轮增压与性能涡轮增压6.1 涡轮增压硬件在第三代EA888上面设计了一套全新的单涡轮增压器。
该增压器通过对转子总成、壳体、气道的优化，提高了低速扭矩和最大功率。
如图14所示，该涡轮增压器的特点如下：电动废气阀（Electric waste gate adjuster）涡轮前置氧传感器（Oxygen sensor upstream of turbine）双通道紧凑型铸钢涡轮壳体集成脉冲消音器（Integrate pulsation sound absorber）电子废气旁路阀（Electric overrun bypass valve）铬镍铁合金涡轮转子（工作温度980°C）紧凑型涡轮增压器模块结构图考虑到流场布局，将氧传感器布置在涡轮壳体前端，同时，废气温度达到980°C，涡轮壳体由某特殊铸钢制成，该材料这可确保在整个生命周期内足够的可靠性。
因为4气缸点火顺序的原因，采用了双通道进气模式。
由于集成式废气冷却系统的存在，且采用了镍铁合金材料，涡轮壳体的总质量减少了约40%。
另外从通用化设计考虑，使用标准螺栓固定在气缸盖上。
在涡轮常用的高温工况下，首次采用了铬镍铁合金713C（镍基合金）来代替MAR材料，生产涡轮。
为了保证可靠性，通过CAE对转子的蠕变特性进行了多轮分析验证。
增压器外壳采用了压铸铝成型工艺，其结构较为复杂，集成在壳体上有脉冲式消音器，电子废气旁路阀和曲轴箱通风系统的气体管路。
由于采用了电动废气旁通阀，驱动力得以加强，增压器壳体结构也进行了强化。
增压器转子是通过研磨加工成型，因此具有更高的稳定性和强度，保证了良好的NVH性能。
在响应上，新设计的废气旁通阀执行器比传统的增压执行器更为精确。
它可以独立于增压压力，能够根据发动机控制单元的信号进行主动控制，相比传统的增压执行器有以下几个优点：1由于较大的关闭力，可以在1400rpm的低转速区域，让发动机扭矩达到320N/m。
大众奥迪EA888系列 1.8L增压燃油分层直喷式汽油机详解(二)
在开发燃油系统的时候特别重视在全 球市场范围内的使用适应性，这除了对现有 燃油的适应性之外，还必须满足有关车载诊 断系统(OBD)和防止燃油蒸发等方面的要 求。为了提高耐腐蚀性能，燃油系统的所有 零件 都用不锈 钢和黄 铜制成 。除了高压喷 油器之外，燃油系统其余的密封部位都是焊 接或用金属密封的。系统无回油，并第一次 取消了低压传感器，系统的低压输油压力为 0.35～0.60MPa。
共轨压力 传感器
图18 高压燃油系统 常运转的 情况下，燃油共轨中的油压建立 得比较快，同时其较小的内表面对强度、质 量、所需的结构空间和成本等方面都起到了 有利的作用(见图18)。
该 机 型 应 用了博世 ( B o s c h) 公司生 产 的泵油量可按需调节的高压燃油泵(HDP)， 泵 油 压 力已提 高 到15 M P a ，比 2 . 0 L-T F S I 汽 油 机 提 高了4 M P a 。油 量 控 制 阀与限 压阀同 样都集成在高压燃油泵上(见图17)。限压阀 能限制系统压力过高，例如在发动机倒拖运
度。正是出于这样的原因，滚流阀轴及其操
奥迪最第三代EA888(1.8L)汽油机技术解析
3
Fig. 2:
Development of Audi petrol engine turbocharger technology (four-cylinder inline engines 1995-2012)
Alongside the developments in technology, the launch of turbocharged and TFSI engines also significantly reduced the fuel consumption of Audi models as well as of many other Group models. As shown in Figure 3, the NEDC consumption (presented here for a B-class saloon (Audi 80 / Audi A4) with a 6-speed manual gearbox) of the latest version of the A4 is 86 g CO2, or almost 40%, lower than a notionally calculated 1995 model with a five-cylinder inline 2.3l induction engine. And at the same time all key performance characteristics were also improved – in some cases significantly. The major portion of the reduction in CO2 demonstrated (over 85%) was achieved by advances in engine development. Alongside improvements to mechanical and thermodynamic efficiency, the implementation of thermal management measures and an automatic start/stop function, most of the CO2 improvements were brought about
上海大众途观车EA888系列发动机结构特点和检修要点(一)
上海大众途观车EA888系列发动机结构特点和检修要点(一)黄斌
【期刊名称】《汽车维护与修理》
【年(卷),期】2010(000)009
【摘要】@@ 上海大众途观(Tiguan)车装备的EA888系列发动机有1.8TSI和2.0TSI 2款汽油直喷发动机,其发动机代号分别为CEA和CGM.
【总页数】4页(P69-72)
【作者】黄斌
【作者单位】南京市交通高级技工学校,210049
【正文语种】中文
【相关文献】
1.2012年上海大众途观r发动机排放灯亮
2.上海大众途观匹配仪表造成发动机控制单元报废
3.上海大众途观发动机排放灯偶尔点亮
4.上海大众途观运动型多功能车发动机故障灯亮
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大众奥迪EA888系列1.8L增压燃油分层直喷式汽油机详解（一）
2003年大众公司在1.8L-5V-92kW进气道喷射汽油机的基础上为第二代奥迪A3和A4轿车开发了一种采用齿形皮带传动的新型横置式自然吸气2.0L-4V-FSI分层直接喷射汽油机，其内部型号为EA113汽油机系列。
2004年在此平台基础上开发的世界上第一台涡轮增压缸内直接喷射2.0L-TFSI汽油机批量投入生产。
而2006年新开发的采用链传动的1.8L-TFSI汽油机是在全新设计的基础发动机上应用了升级版的增压燃油分层直接喷射(TFSI)燃烧过程。
不断创新的TFSI技术为这种最新的机型提供了更大的低速扭矩和更低的燃油耗，同时新一代发动机管理系统和喷油系统高压部件还能用于满足特超低排放汽车(SULEV)废气法规要求的2.0L-TFSI增压分层直喷式汽油机。
这些新机型在大众公司内部被命名为EA888汽油机系列。
从一开始EA888系列汽油机就是按照用于大众公司所有型号和汽车平台的“全球发动机”和全世界所有市场应用的要求来设计的。
大众公司于2007年春成功推出了这种全新汽油机系列的第一代机型，随后又在此基础上开发成功了特超低排放汽车用的2.0L-TFSI机型；在2009年度的第二代机型上又进行了多处摩擦优化，并同时推出了奥迪可变气门定时和升程机构(Avs)；2011年又推出了经进一步广泛优化并装备Avs机构的第三代1.8L-TFSI-Avs机型。
从2005年以来，这种EA888直列4缸TFSI汽油机系列总共10次荣获著名的“年度国际发动机”和“十佳发动机”奖。
本文将详细介绍第一代和第三代机型的结构和性能。
范明强(本刊专家委员会委员)教授级高级工程师，曾任中国第一汽车集团公司无锡研究所发动机研究室主任、湖南奔腾动力科技有限公司轿车柴油机项目部总工程师、无锡柴油机厂高级技术顾问和多所高校客座教授。
大众奥迪EA888系列1.8L增压燃油分层直喷式汽油机详解(一)◆文/江苏 范明强一、第一代1.8L -TFSI机型奥迪公司认为，对4缸汽油机而言，缸内直接喷射与废气涡轮增压是解决下列汽车和发动机开发目标冲突的最佳组合：的驾驶乐趣；安全性；奥迪公司在2.0L 发动机，作为新一代1.8L 好、质量轻、须具备以下特点：更紧凑；表1中列出了第一代1.8L-TFSI增压燃油分层直喷式汽油机的主要尺寸和技术数据，并与老款1.8L -5V-T-MPI五气门增压进气道喷射汽油机进行对比。
图解说明EA888系列1.8l TFSI涡轮增压燃油直喷发动机
图解说明EA888系列1.8l TFSI涡轮增压燃油直喷发动机这几天看了一汽大众的迈腾，发动机比较先进，回来研究一下，网上正好有介绍，一起学习了，这个发动机还用在上海大众斯柯达的明锐两款新车上。
对了，还有这个EA888系列1.8l TFSI涡轮增压燃油直喷发动机还是在大连开发区30万发动机厂生产的。
可惜迈腾的尾部设计太失败了。
否则，月销量就不是4000台了，而是10000到15000台直奔赶超凯美瑞了。
转引图解说明一汽大众1.8TFSI发动机(1)2007-09-28 16:46:53中华网汽车社区大众一汽发动机（大连）有限公司生产的EA888系列1.8L TFSI涡轮增压汽油直喷发动机是德国大众汽车集团旗下的奥迪公司开发的新一代发动机。
该发动机项目在中国大连是与奥迪公司在欧洲的项目同步进行的。
这种发动机在大众一汽发动机（大连）有限公司的生产标志着拥有德国奥迪最新技术的TFSI发动机国产化的圆满成功。
EA888系列1.8l TFSI涡轮增压燃油直喷发动机为直列4缸4阀汽油发动机。
它实现了高性能、高技术、节能及环保的完美结合。
大众1.8L TFSI涡轮增压汽油直喷发动机用户能够从EA888 1.8L TFSI涡轮增压汽油直喷发动机得到的益处归纳如下：● 输出更高的扭矩和功率，输出扭矩比目前的1.8l TMPI提高20%缸内容积：1.798cm3功率：118KW转速：5000-6200转/每分扭矩：250牛顿米转速：1500-4200转/每分1.8TFSI涡轮增压汽油直喷发动机功率扭矩图此款发动机配备了按需控制的燃油供给系统，可变进气歧管帆板以及进气凸轮轴连续可调装置。
与传统发动机相比，它能够根据需要适时、精确地将燃油直接喷入发动机气缸内并实现燃烧，从而获得低转速时大扭矩的性能（转速：1500转/分钟；扭矩：250牛顿米）。
而且在转速1500-4200转/分钟范围内保持大扭矩特性，这就提高了速度和加速度与档位的弹性，尤其适用中国用户低速挂高档的习惯。
一种EA888缸体曲轴孔同轴度偏差调整方法
2021年第5期2021No.5汽车工艺与材料Automobile Technology &Material一种EA888缸体曲轴孔同轴度偏差调整方法严俊王庆祥王其龙（上汽大众汽车有限公司发动机厂，上海201804）摘要：分析并验证出模拟缸盖压装是缸体曲轴孔同轴度变差的根本原因，通过珩磨工艺优化、反向干预法对曲轴孔同轴度进行调整优化。
最终在机床状态进行准确测量的前提下，反向调整设备状态，通过曲轴孔位置的预变形抵消模拟缸盖压装对曲轴孔位置带来的影响，解决同轴度偏差问题。
关键词：模拟缸盖曲轴孔同轴度珩磨工艺反向干预中图分类号：U466文献标识码：BDOI:10.19710/ki.1003-8817.20200310An Adjustment Method for Coaxiality Deviation of Crankshaft Hole in EA888Cylinder BlockYan Jun,Wang Qingxiang,Wang Qilong（Engine Plant,SAIC Volkswagen Co.,Ltd,Shanghai 201804）Abstract ：It is analyzed and verified that the simulated cylinder head press fitting is the root cause of the deviation of the coaxiality of the crankshaft hole in the cylinder block.The coaxiality of the crankshaft hole is adjusted and optimized by honing process optimization and reverse interference method.Finally,on the premise of accurate measurement of machine tool status,the problem of coaxiality deviation can be solved by reverse adjustment of equipment status and pre-deformation of crankshaft hole position,thus to offset the impact of simulated cylinder head press fitting on crankshaft hole position.Key words:Simulated cylinder head,Coaxiality of the crankshaft hole,Honing process,Reverseinterference作者简介：严俊（1990—），男，工程师，硕士学位，研究方向为发动机机械加工。
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第32卷第3期 2 0 1 7年8月青岛大学学报（工程技术版）JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY (E&T)V ol. 32 No. 3A u g.2 0 17文章编号：1006 - 9798(2017)03 -0140 - 05; DOI:10.13306/j.1006 - 9798.2017.03.026EA888型发动机缸体模态分析王楠1，张洪信1，赵清海2，尹怀仙1，张铁柱2(1.青岛大学机电工程学院，山东青岛266071;2.青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心，山东青岛266071)摘要：为了避免共振并满足发动机缸体的强刚度要求，本文以E A888发动机缸体为研究对象，对发动机缸体进行模态分析。
分别利用C A T I A和有限元软件H y p e r m e s h l l. 0建立了发动机缸体实体模型和有限元模型，然后进行网格划分及模态计算，最后利用L M S振动模态分析系统对缸体的模态进行实验分析，并与有限元计算模态结果进行对比。
分析结果表明，两者所得固有频率吻合性较高，验证了有限元分析结果的正确性。
该研究为缸体振动特性分析和结构优化奠定了基础。
关键词：发动机缸体；有限元模态分析；实验模态分析；振动特性中图分类号：U464. 13 文献标识码：A随着经济和社会的发展，环境问题越来越严重，汽车发动机产生的振动也受到人们的关注[1]。
发动机的振动 不仅损坏机器本身，而且其发出的噪声会危害人们的健康[2]。
因此，在发动机的设计阶段进行模态分析，控制 发动机缸体的振动、降低噪声成为发动机设计研究的一个重要方向[3]。
高艳霞等人[4]利用A n s y s软件建立发动 机缸体的有限元模型，并进行了计算模态分析以及振动响应分析，对发动机缸体的设计以及生产有一定的指导作 用；石勇等人[5]利用有限元分析软件A B A Q U S对某柴油机缸体进行了自由模态计算分析，得到了发动机缸体的 前10阶固有频率和振型，利用D A S P系统对其进行了试验模态分析，并对有限元结果和试验模态结果进行对比，计算得到固有频率和试验值最大相差5. 7%，一定程度上验证了仿真模型的准确性。
但以上研究只对比了前 10阶固有频率，而没有对比振型结果。
基于此，本文以E A8888发动机缸体为研究对象，建立了发动机缸体的有 限元仿真计算模型。
基于L M S振动模态分析系统的Pre- T e s t模块，以有限元模型的模态分析为基础，以各个 点的相关性最小为原则确定测点布置方案；利用L M S软件振动模态[6]分析系统进行了缸体的模态实验分析，得 到模态置信矩阵，各个点的频响函数、相干函数和稳态图等指标验证了试验模态的准确性。
最后与有限元计算模 态结果对比分析，两者所得固有频率吻合性较高，验证了有限元分析结果的正确性。
该研究为缸体振动特性分析和结构优化奠定了基础。
1缸体有限元模型的建立发动机缸体是铸造的箱类零件，形状和结构都很复杂[7]。
气缸机是整个发动机的最主要的部件，它将发动机 的各个气缸和曲轴箱连接在一起，是安装曲轴、活塞以及其他零部件的支承骨架[8]。
本文利用C A D法国达索公 司的C A T I A建立发动机缸体的三维实体模型。
在计算缸体结构固有振动特性时，网格划分应均勻。
由于气缸体固有频率和振型与它本身质量和刚度分布 有关，气缸体不存在应力集中现象，因此采用相对较均勻的四面体网格划分，对于气缸体结构的质量和刚度矩阵 的分布元素相差不大，分析的实体固有频率和振型较准确[9]。
采用S〇lid45计算实体自由模态，单元大小为4 m m，每个单元有8个节点，每个节点有三个方向自由度，适合不规则模型网格划分[1°]。
该缸体由灰铸 铁铸成，设置材料相关参数为：弹性模量£=1〇〇 G P a，泊松比M=0.3,密度^0=7 OCX)k g/m3。
划分后缸体节点数 为139 452,单元数为586 700。
收稿日期：2017 - 01 -03;修回日期：2017 - 04 - 20作者筒介：王楠（1988 -)，男，山东省惠民县，硕士研究生，主要研究方向为节能与新能源汽车。
通讯作者：赵清海（1985 -)，男，博士，主要研究方向为车辆新型动力传动技术及其电子化。
Email:zqhbit@第3期王楠，等：E A 888型发动机缸体模态分析141频率/H z图2 3号测点频响函数曲线频率/H z图3 3号测点相干函数曲线0.04 100.02)数据模态识别。
.通过L M S T e s t L a b 13A 测试分析，得到所测点的稳态图如图4所示…图中的“0”表 示极点不稳定;“f ’点表示只有模态频率不变；“d ”表示频率和阻尼不变；‘V *表示模态向量：不变；“s”表示得到的极 点和留点数基本不变[1=]。
只有稳定地标有“s ”的频率，才可以确定是真实的实验模态频率。
2缸体有限元模态分析为对比分析气缸体的计算模态和实验模态数据结果，采用仿真计算模型与测试系统相闻的边界条件[11]。
在实验模态测试分析时，缸体在弹性绳的约束下自由悬挂;理论计算肘，同样不加任何约束和力，所以前6阶固有频 率几乎为零•缸体模态分析从第？阶开始。
通过H y p e r m e s h 11.0进行模态计算M ，缸体前6阶模态频率如表1所示5由表1可以看出，缸体1阶固有频率达500 H z 以上，远大于汽油机最高转速时的激振频率，可见气缸体有限元仿真模塑的模态频率在合理范围内，避免了发动机共振现象的发生^表1缸体前6阶模态频率阶数有限元模型频率/Hz阵型特征阶数有限元模型频率/Hz阵型特征1534. 360绕尤轴的整体扭转41 602. 038绕尤轴2阶弯曲21 106. 610绕:y 轴的1阶弯曲51 731. 460绕轴的局部扭转31 566. 890绕•〇：轴的2阶弯曲61 734. 919绕：y 轴的2阶弯曲3发动机缸体的实验模态分析3.1实验模态测试系统实验系统由激振部分、拾振部分、数据采集及谱分析部分和曲线拟合及模态参数识别部分4个部分组成。
实验系统框图如_1所示s 3. 2发动机缸体的支撑及激励方式和测点的选取实验缸体选用自由支撑，用较软的弹性绳将试件悬挂起来，只是S 由-自由条件的近似6为使这种悬挂影响最小，悬挂试件的连接点度琢可能选择处于多的模态节遵Jfc 或者其附近。
.为了减少移动传感器对实验结果准确度的影响，该实验选择固图1实验系统框图定传感器，移动力棰*击测试点的非连接式单点激励^在布点位.賛的选择上V 尽量避免布在缸体的节点处，应尽 可能反应缸体的整体振动特性以及缸体的大体轮廓;而布点数量既要在主:要部位多布点，次要部位布点稀疏些， 也要保证总体布置较均匀。
结合实际情况，对缸体布置85个测点，并采用P C -D M I S 测出了它们的三坐标63.3实验模态数据处理1)数据处理。
缸体布置85个测试点，多次敲击测量得到各个点的传递函数及相千函数曲线，为避免对缸 体的固有特性分析造成影响，删除响应结果与线性相干性不好的点。
通过对不同测点的F R F 及C o h e re n c e 函数曲线进行分析，得3号测点频响函数曲线如图2所示，3号测点相I 午函数曲线如图2所示。
由图3可以看出，相午函数基本接近1,验怔了实验测试的可靠性。
(7?s )/產7M 3/lm.1420.45r青岛太学学报(.1程技术版）第32卷频率/H z 图4稳态图对于缸体的前6阶实验模态分析，通过模态置信矩阵 评价它们的振型相关性。
发动机气缸体模态置信矩阵的非 对角线元素越小，说明气f c 体各阶振型的独立性越好，传感 器配f i 的效果越好，反之，传感器的配置激果越差.前6 阶M a t r i x 图姐國5所示:。
、通过虜中模蠢眞信矩阵可知煎 6阶计算振型的独立性及传感器配置效果较好。
3.4实验模态结果及分析气缸体实验模态分析苽以识别系统的模态参数[14],用 得到的实验模态的结果去验证建立的气缸体有限元模型的ffi 确性9为分析气雜体绪构系统的振动特性，对振动故障的发生和预报以及其动力特性的优化设计提供依据，对气缸体的有限元模型迸行改进s 缸体实验模态固有频率和阻 尼比如裘.2所.示,。
表2缸体实验模态的固有频率和阻尼比图5 前6阶M atrix 图阶数频率/Hz阻尼比/-%阵型特征阶数频率/Hz阻尼比/%阵型特征l 503.4990. 15绕尤轴的整体扭转4I 648.7760• 19绕轴二阶弯曲2l 020.4660. 17绕:y 轴的一阶弯曲5I 691.2420. 20绕_0：轴的局部扭转3l 486. 7760. 14绕尤轴的一阶弯曲6I 730.7ll0• 18绕:y 轴的二阶弯曲4缸体有限元模态结果与实验模态结果比较、早期的动态分析是单独通过有限元模态分析或实验模态分析，但是二者都具有一定的局限性&5]，其分析结果不准确或误差太大。
有限元模态分析的阶数往往远大¥实验模态的阶数，分析出的前几阶固有频率也大于实 验的固.有频率值.因此本文将有限元和实验方法相结合来研究刚体的模态。
通过实验结果对比，不断修芷有限 元模型，最终再通过优化有限元模型去改进实体的动态响应[16\4.1相关性评价方法有限元模型可以通过以下3种模型进行修正：1) 刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵构成的空间状态模型。
利用优化法或摄动法直接对刚度矩阵、质量矩 阵和阻尼矩阵进行修正.2) 由模态频率和模态向:晕构成的模态模型s3)由足够多的频率响应构成的频率响应函数模型。
本文采用模态频率辅助于模态的振型分析比较。
琴舞52570 25702 <.88766 543321a f f i J f s s = g f od d d d s d s l /f f p ~(，I N .S )/«缠第3期王楠，等：EA888型发动机缸体模态分析1434.2固有频率分析缸体有限元模型固有频率与实验固有频率比较如表3所示。
由表3可以看出，计算模型固有频率和实验的固有频率误差在9%以内，说明有限元模型与实验模态模型的频率相关性较好。
表3有限元模型固有频率与实验固有频率对照表阶数实验频率值模型频率值误差％阶数实验频率值模型频率值误差％1503. 499534.360H- 6. 13941 648.7761 602. 038—2.83021 020. 4661 106.610+8.44051 691.2421 731. 460+2. 37031 486. 7761 566. 890+5. 38061 730.7111 734. 919+0. 2434.3缸体振型结果分析缸体实验和有限元计算的第1阶振型如图6和图7所示，缸体实验和有限元计算的第2阶振型如图8和图9所示。