大眾這麽牛,妳知道EA211發動多強嗎?
我來分享壹下大眾EA211發動機的相關技術。
大眾的渦輪增壓小型化發動機最早開始於EA111系列,最具代表性的就是當時的EA111的1.4T發動機,該系列大約在2004年左右上市,是大眾第壹款小排量的直噴增壓發動機。從該系列開始大眾奠定了均質混合直噴增壓發動機的技術路線。這壹技術路線采用小排量的直噴發動機代替大排量自吸發動機,通過降低轉速,提高負荷,從而大幅度的提高發動機效率,降低油耗。目前幾乎所有直噴增壓發動機都采用這個技術路線。EA111可以說是這壹主流技術路線的開創者。
EA211系列是大眾開發的EA111的換代機型,主打仍然是1.4T,還包括1.2T以及1.6和1.4自然吸氣發動機,以及1.0自吸和1.0T三缸發動機。EA211系列大約在2011年左右上市。在2017年EA211又進行了壹次升級,發布了了最新的EA211 1.5T EVO版本采用了壹系列最新的技術。同時,為中國還開發了壹個1.5自吸發動機,以替代原來的1.6L自吸發動機來降低消費稅。
相比EA111發動機 EA211發動機采用了模塊化的設計,同時進壹步提升了性能,降低了油耗,采用了更多輕量化和降摩擦的技術,油耗比EA111降低了8%以上。EA211主要的技術如下:
1.模塊化的設計
考慮了大眾橫置MQB平臺對發動機模塊化的需求。進排氣方向調整成EA888壹致,把進排氣從原來的前排後進變成了前進後排。發動機的安裝角度和姿態也重新設計以滿足MQB模塊化的要求。
2.全新開發的燃燒系統和直噴系統
采用了高滾流的燃燒系統,強調低速性能和油耗,同時開發了200bar的高壓噴射系統,在當時是非常先進的系統了。
3.集成在缸蓋上的排氣管。
這種設計可以降低排溫,加快發動機暖機,有利於排放和降低油耗。
4.帶滾針軸承和罩蓋壹體式的凸輪軸,降低摩擦。凸輪軸的凸桃直接在裝配線上在凸輪軸棒芯安裝到罩蓋上以後再焊接到凸輪軸上。這樣就可以保證凸輪軸軸承的直徑最小化,降低摩擦。
5.從EA111的鑄鐵缸體升級到了鋁缸體
以前大家都在討論為啥大眾不用鋁缸體,是不是成本原因。大眾在EA211設計時采用了鋁缸體缸體重量比EA111的鑄鐵缸體降低了16公斤。
6.後端布置水泵和雙節溫器
水泵布置在缸蓋後端,由凸輪軸通過皮帶驅動,同時采用了兩個節溫器來分別控制缸體和缸蓋的水流,這樣可以加快暖機,降低油耗和排放。
7.長壽命正式皮帶。
為了降低噪聲和油耗把EA111的鏈條傳動改為長壽命的正式皮帶,9萬公裏檢查,理論上可以18萬再更換。
8.可變機油泵
早期的EA211采用的是不可變機油泵,隨後開發了兩級可變機油泵,可以根據發動機的需求在低轉速低負荷時降低機油壓力來減小阻力,降低油耗。大眾後期有開發了前端驅動的連續可變機油泵,在2017年上市的EA211 1.5自吸發動機上已經采用。
9.停缸技術ACT
EA211後期版本還增加了ACT停缸技術,也就是在低負荷運轉時通過氣門升程控制把2/3缸的進排氣門全部關閉,只用1/4缸工作來驅動車輛。這個技術可以大幅度的改善燃油消耗。NENC循環工況油耗有5%降低的潛力。
2017年大眾推出了EA211平臺的升級版本,平臺沒變,升級到1.5EVO版本,采用了更多的新技術,可以說1.5EVO是目前行業在小排量增壓方向的壹個標誌性產品,技術升級的主要方向是進壹步的降低油耗,並滿足歐6b排放和RDE的需求。這個發動機有兩個版本,高功率110kw是不帶米勒循環和VTG增壓器的,低功率96kw反而新技術更多,擁有米勒循環和VGT增壓器。新增加的技術主要如下:
1.米勒循環燃燒系統
采用了全新的米勒循環燃燒系統。簡單的說就是采用氣門早關的技術實現膨脹比大於壓縮比的燃燒,這樣的燃燒過程在部分負荷效率更高,更省油。米勒循環由於實際工作的壓縮比比物理壓縮比要小,EA211 1.5TSI evo因此可以允許使用較高的物理壓縮比,米勒循環版本達到了12.5。米勒循環會大幅度的降低油耗,但是發動機性能會受到壹定限制。
米勒循環的另外壹個好處是可以降低排溫,對滿足歐6排放中的實際駕駛循環排放RDE排放很有利。
2.VTG可變截面渦輪增壓器
VTG可以在不同的轉速和負荷下通過調整渦輪葉片來實現渦輪機的高效率,可以有效的降低油耗,改善性能和增壓器動態響應。
VTG由於渦輪機效率提高,可以降低排溫,對滿足RDE排放要求也有好處。
順便說壹下,這是第壹個大批量量產的汽油機VTG產品。
3.升級的350bar燃油噴射系統。
相比原來的200bar的系統,大眾升級了燃油噴射壓力到350bar,更高的噴射壓力可以大幅度的降低顆粒物的排放,尤其是PN顆粒物數量排放。有利於滿足歐6b排放。
4、優化了燃燒系統的氣道和活塞頂設計。
采用了更大滾流的氣道來實現更好的混合,降低油耗。為此重新設計了氣門夾角,采用了新的氣道設計,優化了火花塞位置。這些改變會進壹步降低機油稀釋的可能,同時更強的滾流和優化的火花塞及噴油器位置也避免了早燃引起的超級爆震問題。
5.APS atmospheric plasma spray缸孔等離子噴塗工藝。
大眾在1.5EVO的110kw版本上的鋁缸體的汽缸套采用APS工藝。可以在缸孔上形成非常微型的儲存機油的微孔洞來替代傳統的平臺網紋珩磨,確保活塞環平穩滑動,摩擦小,磨損小。與鑄鐵的普通平臺網紋珩磨工藝相比,這種解決方案的進壹步好處是增加了散熱,提高了燃燒時的抗爆性能,提高了在全球市場上面對劣質燃料的耐受度。
6.基於MAP控制的冷卻系統。
采用了基於ECU電控單元MAP控制的節溫器,可以分開控制缸體和缸蓋水套的冷卻,從而加快暖機,降低油耗和排放。