大众集团研发的EA211系列发动机,广泛的应用在了旗下的A级及以下的轿车上,比如高尔夫、速腾、朗逸、朗行、宝来等,其中尤以1.4TSI发动机最为抢眼,高动力、低油耗、轻量化是其最大
不敢说是高人,我来分享一下EA211发动机的信息,主要介绍EA211目前主力的1.4T和最新版本即将引入国内生产的1.5T Evo。
一、EA211系列发动机的发展历程
大众的涡轮增压小型化发动机最早开始于EA111系列的1.4T发动机,该系列在2004年左右上市,是全球第一款小排量的直喷增压发动机,开启了增压直喷小型化技术的序幕。
EA211系列作为的EA111的换代机型在2011年左右上市,核心机型仍然是1.4T。EA211系列还包括两个自吸发动机1.6和1.4(目前已经统一成1.5自吸发动机),作为入门级的动力。EA211还有一个1.2T的四缸增压发动机,实际上是从1.4T上减小缸径得到的,基本结构和1.4T一致。
在欧洲EA211还有两个三缸发动机,1.0自吸和1.0T发动机,这两个三缸产品都未引入国内。
欧洲使用的EA2111 1.0T三缸发动机
下面主要分析一下EA211主力的1.4T和即将引入国内的1.5T Evo发动机。
二、EA211 1.4T主要的技术介绍:
主要技术特征有以下11点:
1.基于MQB平台的模块化的设计
大众在EA211平台上把之前EA111发动机的前排后进布局改为前进后排的布局。,也就是进排气调换了位置,这主要是考虑了大众横置MQB平台对发动机模块化的需求,把进排气方向调整成EA888和EA288(欧洲市场的销售主力2.0T柴油机)一致。发动机的安装角度和姿态也重新设计以满足MQB模块化的要求。这样允许MQB平台可以根据需求选择不同的发动机,而整车不需要做大的改变,这样可以大幅度的节省开发周期和费用。
2.燃烧系统
1.4T采用了高滚流气道,设计时主要考虑低速性能和油耗。才有了均质燃烧系统保证了排放,并未使用稀燃。
3.燃油喷射系统
喷射系统采用了200bar的侧置喷油器高压喷射系统。侧置有利于喷油器的散热,可以避免喷油器工作中的结焦堵塞。
4.进气管集成的水冷中冷器
这种设计将中冷器塞到进气管中,采用单独的低温冷却系统通过水冷的方式冷却中冷器。这样可以缩短中冷器管路减少涡轮迟滞,同时中冷器冷却效率更高。大众EA111上率先采用了这种集成设计,EA211 1.4T进一步进行了优化。目前很多小排量增压发动机都采用类似的设计。
5.缸盖集成排气管
这种设计取消了单独的排气管,把排气管整合到汽缸盖中。这样可以利用缸盖中的水套来冷却排气管,从而降低排温,加快发动机升温暖机,有利于排放和降低油耗。
6.铝缸体
EA211全系列采用了铝缸体设计,缸体重量比EA111的铸铁缸体降低了16公斤。
7.带滚针轴承的装配式凸轮轴
凸轮轴第一轴承采用滚针轴承降低摩擦,凸轮轴和罩盖采用一体式设计,在装配线来组装凸桃,最大化的减小了凸轮轴径,降低摩擦。这是大众的专利技术和工艺,凸轮轴是无法从罩盖上拆下来的。
8.两级可变机油泵
早期的EA211 1.4T是固定排量的机油泵,后期开发了两级调节机油泵,也就是可以切换两个排量。这样可以根据发动机的需求在低转速低负荷时降低机油压力来减小阻力,降低油耗。
9.双VVT和长寿命正式皮带
EA211采用了进排气双可变气门正时系统VVT,同时为了降低噪声和摩擦把EA111的链条传动改为长寿命的正式皮带,大众要求9万公里检查,理论上可以一直用到30万公里,基本和发动机等寿命。
10.双节温器
EA211 1.4T发动机的水泵由凸轮轴后端驱动,采用两个节温器分别控制缸体缸盖的温度,可以加快暖机,提高热效率。
11.停缸技术ACT
EA211 1.4T后期版本还增加了ACT停缸技术,也就是在低负荷运转时通过气门升程控制把2/3缸的进排气门全部关闭,只用1/4缸工作来驱动车辆。这个技术可以大幅度的改善燃油消耗。但是国内的1.4T发动机未引进此技术。
三、最新的EA211 1.5T EVO版本
EA211 1.4T发动机在2017年EA211又进行了一次比较重大的升级,发布了了最新的EA211 1.5T EVO版本。这一版本目前计划在2019年引入国内。EA211 1.5T EVO除了在原来1.4T的基础上增加了排量以外,还采用了很多新技术。
EA211 1.5T EVO分为高低功率两个版本,低功率版本采用了米勒循环燃烧系统,压缩比达到12.5。高功率版本继续使用传统的奥托循环,压缩比为10.5。下面分为三个部分介绍一下引入的新技术。
(一)EA211 1.5T evo低功率版本上引入的新技术:
1.米勒循环
这是大众未来主推的燃烧系统,可以有效的降低油耗。米勒循环就是采用专门设计的低升程进气凸轮轴和VVT技术配合,使进气门在进气冲程中提前关闭,从而实现实际膨胀比大于压缩比的燃烧过程,这样可以达到更好的热效率,更省油。
米勒循环由于进气门早关限制了最大进气量,发动机性能会受到很大限制,这也是为何低功率版本才能采用米勒循环的原因。同时也限制了缸内气体混合的能力,因此EA211 1.5T evo重新设计了气门夹角,采用了新的气道设计来实现更大滚流,以保证米勒循环的实现。
EA888 Gen3B低功率版本也使用了类似的米勒循环燃烧系统。
2.VTG增压器
为了弥补米勒循环带来的功率损失,EA211 1.5T evo低功率版本上使用了VTG可变截面涡轮增压器。可以在不同工况下通过调整涡轮叶片来使涡轮机一直保持高效率提升性能和动态响应,有效的降低油耗。
(二)EA211 1.5T evo高功率版本引入的新技术
1.缸孔APS涂层
这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铁缸套。这样可以减轻重量,降低活塞塞环的摩擦和磨损,同时增加了散热,减少爆震倾向。
2.电控废气阀增压器
高功率版本的增压器方案和1.4T基本是一致的,普通废气阀增压器,未采用双流道。
(三)高低功率共用的新技术
1.350bar直喷系统。
相比EA211 1.4T的200bar的燃油喷射系统系统,更高的喷射压力可以大幅度的降低颗粒物的排放,有利于满足欧6d排放特别是RDE实际道路驾驶排放的要求。
2.冷却模块
在原来1.4T双节温器的基础上进一步升级,采用了基于ECU控制的冷却模块,加快了暖机,同时可以单独控制缸体和缸盖的水温,从而提高热效率,降低油耗。
3.ACT熄缸技术
这一技术从1.4T上沿用过来。
4.连续可变机油泵
在1.4T两级可变机油泵的基础上进行了升级,采用了曲轴前端驱动的连续可变机油泵,可以通过ECU更加灵活的控制机油压力,降低摩擦。这一技术在目前国内量产的EA211 1.5L自吸发动机上已经提前引入了。
总体来讲,EA211 1.5T evo的升级主要目标是适应未来排放法规和油耗法规的要求。和目前的1.4T相比油耗降低还是比较明显的,根据大众公布的欧洲高尔夫的工况油耗数据对比,油耗降低能够达到大约15%的水平。
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