今天,我将向大家说明被称为大众“神器”的发动机,即安装在大众速腾上的EA211发动机。
是否真的像网友说的那么“神”?
说到大众发动机,可能大多数人想到的是大众EA888发动机,其实大众还有一款经典发动机,那就是大众EA211发动机,并广泛装配于大众、奥迪、斯柯达等品牌。那么EA211发动机真的是网传的一代“神机”吗?是实至名归还是徒有虚名呢?
1、EA211发动机的研发背景
EA211发动机是基于大众横置模块化MQB平台研发的全新发动机,并于2011年发布上市,EA211系列包含了不同的排量,不同的功率扭矩,国内主要为1.2T、1.4T、1.5L(DLF)、1.6L四种发动机,国外则还有1.0L自然吸气发动机。
EA211系列发动机广泛应用于奥迪入门级车型、大众和斯柯达等主力车型。
2016年国外又上市了1.5T EVO机型,不过并没有引进国内市场,而是为国内开发了1.5L(DMB)自然吸气发动机,用来代替以前的1.6L自然吸气发动机。
大众新速腾的主要搭载1.2T(DLS)和1.4T(DSB)这两款EA211发动机,而即将上市的新大众速腾将搭载有EA211 1.5T EVO2机型。
2、EA211发动机技术亮点
EA211发动机是大众旗下装配车型最多的一款发动机,而1.4T涡轮增压发动机是EA211系列的主力机型。因此将重点讲解速腾的1.4T发动机。该款发动机最大功率为110kW,最大扭矩为250N·m,正时机构采用正时皮带带动,寿命长达30万公里,装配7挡干式双离合变速箱,型号为DQ200。那么看看该款发动机有哪些亮点。
EA211 1.4T涡轮增压发动机主要有以下技术亮点
2.1、轻量化设计
①、发动机缸体和气门室盖以及油底壳都采用了铝合金材质,相比上一代EA111发动机铸铁材料的缸体,发动机整体足足轻了20kg以上,除了发动机更轻之外,铝合金缸体的散热性能更好,提升发动机工作效率,延长发动机使用寿命。缺点就是成本较高,且没有铸铁材料耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗变形能力强。
②、采用了单出口集成式排气歧管,所谓集成式的排气歧管就是把排气歧管设计在缸体内部,而发动机整体只有一个排气口。不仅降低了发动机的重量,并且更利于发动机冷启动时,达到更好的暖机效果,使发动机尽快地达到最佳工作温度。由于进气歧管路径缩短,使得涡轮增压响应更快捷,涡轮迟滞减少。
③、采用了集成式气门室盖,所谓集成式气门室盖,就是把气门室盖和凸轮轴镶在了一起,没有使用传统的凸轮轴盖,而气门室盖替代了凸轮轴盖,也是轻量化设计之一。不过后期凸轮轴或气门室盖出现问题,则需要一起更换掉,因此维修成本偏高。
2.2、350bar高压燃油缸内直喷系统
EA211 1.2T和1.4T在国五阶段的高压燃油压力为200bar,在国六阶段后,1.2T和1.4T发动机已将高压燃油系统升级至350bar ,350bar高压缸内直喷系统已经算是目前很高了,当然与马自达压燃发动机相比,确实不算什么,毕竟马自达的发动机达到了700bar。
升级之前是200bar的燃油喷射系统最多一个循环喷射3次燃油,升级为350bar高压燃油喷射系统后,可以实现一个循环高精度喷射5次燃油,雾化性更好、精度更高、响应速度更快,同时减少颗粒物的排放。
2.3、双循环冷却系统
双循环冷却系统是指发动机冷却循环和涡轮增压器冷却循环,发动机的冷却主要由发动机冷却液水泵提供循环冷却。发动机冷却系统回路中安装了两个节温器,一个与发动机水泵集成在一起,开启温度大约为87℃,该节温器主要为了发动机尽快的达到最佳工作温度设计,还有一个节温器2则是控制发动机冷却液大循环,在105℃开启。总之就是节温器1控制气缸体的冷却液(流入1/3冷却液),节温器2则控制气缸盖的冷却液(流入2/3冷却液)。
而涡轮增压器则由电子水泵提供循环冷却,不仅冷却涡轮增压器,同时还需要冷却增压空气,该发动机的增压空气冷却方式为水冷冷却器,集成在进气歧管上,缩短了进气管道,更利于增压空气的利用。同时也不再害怕增压发动机跑长途后涡轮增压器过热现象了,因为采用了电子水泵的设计,即使发动机熄火后,如果增压器需要冷却的话,电子水泵依旧会对涡轮增压器提供冷却循环。
2.4、可变排量机油泵
可变排量机油泵的意思就是发动机机油压力可以多级调节,可以按需提供机油压力,减少发动机的动力损耗,因为发动机的机油泵是曲轴经过链条带动运转的,因此机油泵的输出越高,需要的发动机功率也越多。例如在怠速时发动机需要的机油压力并不高,过高的机油压力不仅会让发动机失去一些动力损耗,而可变排量机油泵也则依靠发动机的负荷、转速、机油温度以及其他工作参数,通过机油油压控制阀来对机油泵的输出量进行合适的调整,可以减少发动机的能量损耗,从而提升了燃油经济性。
2.5、发动机闭缸技术(此技术国内没有引进)
闭缸技术也叫停缸技术,大众称之为ACT主动气缸管理系统,ACT闭缸技术主要通过AVS气门升程技术实现,通过气门升程技术控制进排气门关闭,再控制不喷油。不过也只能在发动机低负荷运转时(发动机转速1400-4000rpm,输出扭矩在25-75N·m范围)才会启用该系统,让2、3缸实现闭缸,用1、4缸来进行动力输出。主要还是依靠滑行或减速实现居多。
其实该技术在奥迪V8发动机上就使用过了,由于V型发动机的工作稳定性好,即使闭缸也不会有明显的察觉。但是这一代EA211 1.4T发动机并没有将ACT闭缸技术引进国内。
2.6、进排气可变气门正时机构
发动机进排气均采用了液压式VVT,VVT电磁阀安装在气门室盖正上方,进气侧相位调整角度可达50°曲轴转角,排气侧相位调整角度可达40°曲轴转角,更好的提升发动机工作性能,降低发动机排放。
2.7、涡轮增压器采用了电控废气调节器
涡轮增压器废气调节阀一般有两种控制方式,一种是利用发动机真空控制,另一种是利用电机控制,目前大多数发动机采用了电机控制,因为电机控制相对于真空控制,电机控制反应更灵活,不过电机控制相对于真空控制,成本稍高一些。
涡轮增压废气调节器就是指怠速或低速时,尾气不经过涡轮增压器,而是直接从旁通阀排出,当急加速或发动机转速超过一定规定值时,电机控制旁通阀关闭,让尾气经过涡轮增压器后再排出,这样就带动了涡轮增压器工作,达到增压的目的。
EA211 1.4T发动机的主要技术亮点基本上就是以上几点了。
3、下面说说即将上市的新速腾新增的一款发动机
即将上市的新速腾增加了一款EA211 1.5T EVO2发动机,分高低高低功率版。低功率为96kW,高功率为118kW,比1.4T发动机的功率略高,此发动机推出并不是以提升动力为主,主要追求的是燃油经济性和排放。
前面讲到EA211 1.5T EVO没有引进国内,现在引进的是第二代了,新速腾使用该款发动机的原因,主要是还是应对即将实施的国六B排放中的RDE,RDE是指实际行驶污染物排放。下面讲讲该款发动机的主要技术亮点。
3.1、中置式可变气门正时机构
进气侧采用了中置式VVT调节器,来调节进气可变气门正时机构,排气侧则采用顶置式调节器调节。中置式VVT相比侧置式VVT响应速度更快。不过正时机构依旧采用正时皮带带动。
3.2、可变截面涡轮技术(VTG)
汽油发动机可变截面涡轮技术主要使用在保时捷车型上,这也算是保时捷下放技术,其实VTG在柴油涡轮增压发动机使用范围较广,主要原因是柴油发动机的涡轮增压器温度在400℃左右,而汽油涡轮增压发动机可以达到800℃左右,因此涡轮增压器使用的材料要求比较高。
VTG可以在不同的转速和负荷下通过调整涡轮周围的导流叶片来实现涡轮机的高效率,可以有效的降低油耗,改善发动机性能和增压器动态响应。简单的讲就是低转速时,也可以有比较好的增压效果。同时提升涡轮机工作效率,满足RDE排放要求。
3.3、采用了米勒循环
米勒循环的理念就是膨胀比>压缩比,而要实现膨胀比大于压缩比,就得让发动机进气门的关闭时间提前,使得活塞内部空气与燃油的混合气效果更好,提高发动机压缩比。而米勒循环的理念就是在部分负荷时采用进气门提前关闭,同时控制进排气门重叠角。这就得依靠进排气可变正时机构和VTG可变截面涡轮技术来实现了。
下面为大众EA888发动机的米勒循环工作示意图
普通燃烧方式的进气阀门是在下止点前20°关闭的,而米勒循环的进气阀门是在下止点前70°关闭的,而对于可变截面涡轮增压发动机,全负荷时有足够的涡轮增压压力,进气压力提升后,即使提前关闭进气门,活塞内部也有足够的混合气,由此提升了燃油经济性。
3.4、据说引进了ACT闭缸技术
前面讲解了ACT闭缸技术,此处不再过多讲解,具体是否搭载该技术,得车辆上市后才可知晓。
3.5、采用了电控冷却模块(电子调节水泵)
其实在最新的EA888发动机也采用了电控冷却模块。而EA211 1.5T evo2采用了该系统。基于ECU电控单元MAP控制的冷却模块,可以通过ECU控制旋转阀的角度来分开控制缸体和缸盖水套的冷却,从而加快暖机,降低油耗和排放。
在低负荷的时候保持较高的水温,从而减少传热损失,提高热效率。在大负荷时保持相对低一些的水温,抑制爆震,提升性能。
3.6、缸孔APS涂层
缸孔APS涂层是高功率版本专用的技术。大众在铝缸体上采用APS(atmospheric plasma spray大气等离子喷涂)涂层工艺,在缸孔表面形成一层只有大约0.3mm的铁合金涂层来代替原来的铸铁缸套。
这样可以减轻重量,降低活塞环的摩擦和磨损,同时提升了散热效果,减少了爆震倾向,提高了对全球不同地区油品的适应效果。
3.7、350bar高压燃油缸内直喷系统
该发动机依旧是采用了350bar高压燃油缸内直喷系统,可以实现一个循环高精度喷射5次燃油,雾化性更好、精度更高、响应速度更快,同时减少颗粒物的排放。
其实有较多国产发动机也采用了350bar高压燃油直喷系统了,例如长安蓝鲸NE二代发动机、奇瑞鲲鹏发动机、吉利1.5TD涡轮增压发动机等。350bar高压直喷已然成为了当下发动机的主流配置。
4、同级竞品车系对比分析
以本田思域的1.5T发动机做对比分析,本田老款思域还有1.0T发动机,现款本田思域搭载1.5T高低功率发动机,低功率版为最大功率为95kW,最大扭矩为180N·m,高功率版最大功率为134kW,最大扭矩为240N·m。装配CVT无级变速箱。
而现款大众速腾搭载的1.4T不分高低功率,最大功率均为110kW,最大扭矩为250N·m,装配7挡干式双离合变速箱,官方百公里加速8.7s。
而搭载1.5T发动机即将上市的大众速腾,该发动机最大功率为118kW,最大扭矩为250Nm,传动系统依旧为DQ200干式双离合变速箱。
综合账面数据来看本田思域的1.5T发动机在本田i-VTEC技术加持下,综合性能确实比较强。
总结
大众此次为速腾搭载的EA211发动机综合来看,在国内已经不算先进了,但是在大众发动机系列中,EA211系列发动机整体质量还是不错的,被称为大众“神机”也是无可厚非。不管是现在的1.4T还是此次引进的1.5T EVO2发动机,主要还是为了应对国六B阶段的RDE排放,并不是为了追求动力。
在国六B阶段的排放下,大多数品牌的发动机的性能都缩减了不少,由此来看,以后的技术更新更追求发动机的燃油经济性和低排放的效果。
作者:汽修社
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