大众ea211 1.5t evo发动机

2023-04-27 15:40 综合百科 0阅读 投稿:小七

对于每一个汽车消费者和爱好者来说,动力总成是选购和讨论一台车最硬核但也是最津津乐道的话题。上至F1赛车讨论法拉利SF1000“拖拉机”动力总成比奔驰拉跨,下至思域1.5T 秒杀一切。一般的汽车媒体往往侧重于驾驶感受和纸面数据,虽然近年来国内的汽车媒体越来越专业,例如懂车帝等财大气粗的媒体也能给消费者和爱好者们拆解一台车的内部结构。但俗话说术业有专攻,汽车媒体基本都是站在消费端和体验端去看一台车。笔者作为多年的汽车行业研发人员,虽说水平有限,但也能从研发的角度和大家各大车企动力总成的研发细节和特点,从产品研发的角度,能看到一个企业的研发实力乃至个性。这个系列的文章数据来源都是各大厂商公开的研发论文,保证了内容的可靠性。好了,闲话少叙,我们今天走进大众新一代神机——EA211 1.5TSI evo发动机。

大众ea211 1.5t evo发动机图1

EA211 1.5T evo发动机

如果说有什么发动机是所有机修工的必修课,那大概就是EA211和EA888发动机,这两款发动机几乎涵盖了大众在售的全部产品线,其排量从1.4L到2.0L,下到10来万的朗逸,上到30多万的途昂,乃至50多万的进口途锐,都被覆盖。很多人说大众是套娃,其实这样的模块化和平台化开发是很多车企的理想,这样能最大程度摊平研发成本,也更容易集中力量开发出精品。今天主讲EA211(以后再专题来说EA888)。

EA211可以说是很多国内1.4~1.5L增压发动机在研发过程中的重要学习和参考的蓝本之一,2011年一经推出,大量引领时代的设计,例如集成式排气歧管(IEM)、集成式中冷器、双节温器和平行冷却技术、优秀的热管理系统。现在大众在国内网络的负面口碑,主要是针对其整车的成本控制和早期EA888烧机油等。对于大众在民用大批量产品的研发实力,在业内还是顶尖的存在。从这个角度说,大众“人民的四轮马车”(folks Wagon)的称号是当之无愧的。

大众ea211 1.5t evo发动机图2

EA211 1.4T发动机爆炸图

EA211的产品线囊括了1.0L~1.5L,起源于2005年的EA111发动机,从2011年开始发展出1.0L~1.4L的EA211产品线,而今天要说的是2016年推出的EA211 1.5T evo发动机。

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EA211系列研发历史

值得一提的是这款发动机虽然2016年即研发成功,但是迟迟没有在中国市场应用。2021年广州车展爆出消息新速腾将会搭载1.5T发动机,但是当前在售2022款的速腾、迈腾GTE插混、途观L新能源等以节油为卖点的车型还是用的1.4T的发动机。笔者推测这是由于合资企业对于生产线的巨大投入的考虑决定的,这个涉及企业决策,不在此讨论。

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新速腾或有望搭载1.5T发动机

先来看看发动机的基本参数和主要技术,1.498L排量,12.5压缩比,缸径74.5mm,行程85.9mm,行程缸径比1.15,并采用了米勒循环。主要技术配置有可变截面涡轮(VGT,仅低功版)、APS涂层(仅高功版)、350bar高压直喷、主动闭缸技术、可控冷却模块。调教上分为96KW和110KW两个版本。

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EA211 1.5T evo主要技术

1.5T evo针对油耗最大的变化是采用了米勒循环。这个循环的核心理念是使用较窄的凸轮造成进气门的提前关闭(EIVC)以起到降低泵气损失的目的,和日系常用的阿特金森(LIVC)正好相反,但是作用大同小异。米勒配合高压缩比是近年来高热效率增压发动机的标配,再搭配上废气再循环技术(EGR)热效率可以轻松突破40%。作为先驱者的大众采用了150°的进气凸轮,意味着比常规发动机提前17%关闭进气门。

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EA211 1.5T evo配气关系

缸盖上做了大量的改动,优化了水套改善温度均匀性、针对米勒循环调整了气门夹角(进气13°排气18.9°,主要是加强流动以弥补米勒循环对进气流动的削弱作用),充分压缩了燃烧室容积以避免活塞凸起削弱流动。并采用mask进气道大幅提升小升程下的气流运动。上一代1.4T经典的集成中冷器和排气歧管被保留。可变气门正时(VVT)的相应速度也得到提升,达到了300°曲轴转角/秒。

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EA211 1.5 T evo燃烧系统

大众也是第一个在汽油机上大量使用变截面涡轮的厂商,变截面涡轮并不是太新的技术,其原理类似于随着水流量变化捏扁水管,能够在各种流量下都能得到充分的增压效果。在柴油机和赛车领域用得很多,但是在量产汽油机上用得比较少,原因是柴油机排气温度比较低,而赛车不计成本可频繁更换。大众决心量产上使用VGT以平衡米勒发动机较低的充气效率,而排气压力不至于上升太多。对于低速扭矩和动力响应提升很明显。

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96KW版本搭载VGT涡轮


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VGT的相应速度提升

前面文章里提到了保时捷911发动机上的可变气门升程技术,这里EA211使用的主动闭缸技术也是可变气门升程的一种特殊情况。在动力需求比较小的时候关闭2缸和3缸的进排气门,并不再喷油。只留下两个缸工作,大幅降低了发动机的泵气损失(类似于抽吸堵住的针管)。

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凸轮轴和喷油器,可以看到闭缸的执行器

大众在这一代EA211上采用了35MPa燃油喷射系统,也是较早升级喷油压力的厂商,更高的喷射压力能够降低燃油粒径和改善混合,对于应对欧6排放起到了关键作用。并且支持最多5次喷射,精准控制燃油混合。

控制方面,在其他厂商还在全盘接受BOSCH的标准化ECU的时候,大众已经凭借自己的技术实力和体量实现了深度定制。75%的控制模块都经过深度开发,包括发动机最关键的扭矩响应、充气、火路、油路控制等。

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EA211 1.5T evo控制软件架构

智能的可控冷却模块在寒冷的环境下让冷却液只在缸盖和暖通回路流动,大幅加快发动机的暖机速度,且东北的小伙伴表示十分友好,毕竟冰天雪地钻进车里半天没有热风吹出来实在不是什么愉快的体验。

经过了如此多的精细化升级,这台发动机实现了最低油耗率222g/KWh(热效率38%),功率点油耗率238g/KWh,要知道2016年很多发动机全工况最低油耗也就238g/KWh的水平,功率点油耗率甚至高达300g/KWh以上。

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EA211 1.5T evo油耗特性

相对于上一代EA211 1.4T这台发动机油耗降幅达到5%~30%,搭载整车油耗降幅达到1L/100km以上。

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1.5T相对于1.4T油耗降幅

在非混动车型上单靠发动机技术升级能降低如此之多,是整车开发经理梦寐以求的事情。更重要的是这台发动机开启了一个新的技术时代,后续各OEM的发动机将其中的技术照单全收,各种米勒发动机层出不穷。这也就是普通企业做产品,一流企业引领潮流吧。不幸的是它始终与中国消费者无缘,在混动时代,国内发动机设计水平飞速提升,目前顶尖发动机的热效率水平都在40%+,这也许是中国消费者的另一种幸运吧。

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