更加节油!大众全新EA211发动机浅析【太平洋汽车网 技术频道】德国大众正在使用其新一代模块化横置组件平台MQB(Modular Querbaukasten)来设计生产其新一代车型。而EA211作为MQB平台的主要动力单元,比老款的EA111有了不少的改进。在本届成都车展上全球首发的大众捷达NF,虽然不是采用MQB平台开发(采用的是PQ25平台),但也将率先搭载全新的EA211发动机,包括1.4L和1.6L自然吸气,以及1.2T/1.4T涡轮增压共四种发动机。本文将简要介绍一下这款EA211发动机的一些技术特点。 ● 大众全新EA211汽油发动机,1.4TSI版本将率先引进: MQB平台的重要特征之一是所有发动机都将采用相同的支承位置。而模块化汽油发动机系统(MOB)和模块化柴油发动机系统(MDB)将在MQB平台中扮演着重要角色。新研发的EA211系列汽油发动机的功率输出介于60PS(40 kW)到150PS(110 kW)之间。EA211小排量汽油发动机系列,包括1.0、1.4、1.6升MPI多点电喷发动机和1.2、1.4升TSI涡轮增压发动机。EA211发动机是大众蓝驱技术的一部分,采用了MPI发动机技术和铝缸体、模块化缸盖罩壳等外壳技术,重量比目前的EA111发动机还要轻14千克,燃油经济性上会有较明显的提升。最先量产的新1.4T发动机也将引入ACT可变排量技术,从而成为全球首款拥有这类技术的四缸发动机。 在日内瓦车展上亮相的大众Polo BlueGT就是首款搭载EA211四缸TSI汽油发动机的新车,尽管该车并不是MQB平台的产物,但EA211发动机让该车也拥有不错的性能和油耗表现。Polo BlueGT拥有比现款polo更时尚动感的外观和全新的内饰设计,同时搭载了1.4升EA211涡轮增压汽油发动机,并与7速DSG双离合变速器相匹配,该引擎拥有103千瓦(140马力)的最大功率。这使得新车最高行驶速度为210公里/小时,在7.9秒内可完成百公里加速,而百公里功耗则仅为4.5升。而这些优势要得益于ACT主动气缸管理系统、小型轻量化设计和蓝驱技术(引擎启动系统/电池能量回收)。 全新的EA211发动机工厂已于去年在成都正式动工,预计将于2013年3月建成投产。
发动机转速在1250rpm-4000rpm,扭矩输出在25-100N·m这个范围内,ACT气缸钝化被激活。在气缸钝化功能启动后,发动机能够通过凸轮轴的移动,让中间两个气缸处于不工作状态(进气门时刻处于关闭状态),降低了低速时的燃油消耗,让燃油消耗最高能够降低20%。 ● 抛弃铸铁缸体,EA211采用全新轻质铝合金缸体: EA111时代,发动机缸体采用的是高强度蠕墨铸铁,宣称能100万公里无大修。而再高的性能也无法阻挡车主们对车辆燃油经济性的更高需求。因而EA211通过采用铝合金缸体进一步降低发动机重量,来降低车辆的燃油损耗。 ● 返璞归真,EA211使用传统的正时皮带: EA111采用齿形链条作为正时链,和正时皮带来相比,拥有更低的噪音以及更长的寿命。而EA211采用正时皮带的这一举措无疑是达到降低成本的目的,使得整车成本进一步降低。 除此以外,EA211发动机具备进排气双可变气门正时技术(EA111发动机仅使用了进气门正时技术),达到福特EcoBoost GTDi发动机同级标准。直喷系统在采用5孔喷嘴的同时,喷射的压力提高到200bar。 总结:EA211通过轻量化、蔽缸技术提升了燃油经济性,减少了排放。EA211是全球第一款在小排量发动机中使用蔽缸技术的发动机,其可靠性及实际油耗非常值得关注。我们在获得进一步技术数据后将推出相应的发动机技术解析文章,敬请留意。 带有闭缸技术的EA211型号1.4升涡轮增压直喷发动机
基于大众横置模块化MQB平台而全新研发的代号为EA211的1.4T涡轮增压发动机,与目前大众普遍使用的代号为EA111的1.4T发动机不同的是,它采用了全铝的缸体,因此整机的重量会更小,最为重要的是,技术人员在此基础上加入了一套ACT主动气缸管理系统,可以在一定条件下关闭两个气缸而只由另外两个气缸运行。 ◆ 依靠奥迪的AVS系统来实现闭缸 闭缸技术其实算不上一个全新的技术,克莱斯勒、本田的车型上都拥有此技术,但是目前它主要应用在缸数较多的V6和V8发动机上,而此次将其下放到一台4缸小排量发动机上则尚属首次。 这台拥有闭缸技术的1.4T发动机应该说很好的借鉴了奥迪的AVS可变气门升程技术,这套AVS系统简单的说就是通过切换两个不同角度的凸轮而实现针对不同工况下对气门升程和正时的改变。闭缸系统只需要将AVS系统中的高角度凸轮更换成没有升程的凸轮即可,而在奥迪V8 4.0TFSI上已经应用了此项闭缸技术。 ◆ 双缸运行下会导致振动和温度分布不均等问题 当把这项技术植入到一台四缸发动机后,一个很棘手的问题也就随之而来了——振动。在中低负荷时,系统会自动关闭2、3缸的进、排气门,只有1、4缸在推动曲轴旋转。根据四缸机1-3-4-2的做功顺序,在只有两个气缸工作的情况下,发动机的做功间隔角达到了360度,再加上1、4缸工作时是同上同下的,这必然会导致发动机产生较大幅度的振动,从而影响舒适性。 中间的2、3缸停止了做功,也就不会再产生热量,此时只由机体两端的1、4缸继续工作,这样又导致缸体的温度分布不均,如何应对由此问题产生的缸体变形等一系列问题也是摆在技术人员面前的一道难题。 这台1.4T发动机最大功率140马力,同时配备stop-start、能量回收技术。搭载在奥迪A3上0~100公里/小时的加速时间不到8秒。奥迪针对诸多国家道路行驶状况的调查,确定了一个最优的关闭气缸的时刻,即在发动机1250-4000rpm以及扭矩在25~100牛·米的条件下启动这套闭缸系统。当驾驶者踩下油门踏板时,关闭的2个气缸将在13-36毫秒内迅速恢复工作,该系统可以智能检测车辆所处的交通环境以及拥堵情况,智能禁用关闭气缸的功能。驾驶员可从仪表盘的多功能显示器上得知汽车当前是两缸运行还是四缸运行。 ◆ 油耗并不会降低一半 关闭2、3缸以后,可以使新奥迪A3的百公里综合油耗降低0.4L左右,在第三挡或第四挡以50km/h的速度匀速行驶时,其百公里节油量可达1L。在以五挡70km/h的速度行驶时,该系统也可将百公里油耗降低0.7L。可以看到,虽然关闭了一半的气缸,但是油耗并不会降低一半。这是因为不做功的2、3缸依然要随着曲轴继续往复运动,消耗了一部分能量,同时相对复杂的用车环境也导致了发动机不可能经常工作在最具经济性的区间内。 进一步解读EA211系列发动机:新1.4TSI至少有4种版本 年初大众展示了其新一代汽车开发平台MQB及其配套的小排量发动机EA211和EA288系列。根据当时找到的资料曾 简单地谈了自己的理解。 参见:EA211系列发动机主要特性及参数http://www.xcar.com.cn/bbs/viewthread.php?tid=16892611 EA211系列2011年推出,不但是MQB平台新车型的动力如奥迪A3,Golf7等,也是用于改进现有车型的先进技术,比 如奥迪A1 sportback,Polo blue GT等,还有消息说将用于Q3。 Yeti改款和国产之时刚好也是EA211实现国产化之际,赶得早不如遇得巧,期望Yeti成为首批EA211装备车型。 最期望的是出力较高、油耗低的高功率版1.4TSI与车重较轻的Yeti4驱车搭配,虽不说是如虎添翼,也是相得益彰啊。 不过,一直比较担心1.4TSI高功率版带复杂的ACT(智能启闭气缸技术),而4驱车越野时候在低需要高扭矩输出,且 转速变化很频繁,扭矩分配动态很大,是不是适用ACT? 最近搜集的EA211 的谱系图帮我消除了这个困惑。如下图所示,EA211初期的系列发动机中就包括了4款1.4TSI,110kw的 混动版,103kw带ACT版,103kw不带ACT版,90kw版。 当初引进EA111 1.4TSI国产时,把原版90(92kw),200Nm调教成了96kw,220Nm,因为原版是欧5排放,国产的只要欧4。 EA211系列是欧6排放,可能国产版本也会做少许调整, 姑且叫EA211 1.4TSI国产版吧。 EA211 涵盖自然吸气和涡轮增压,3缸和4缸,1.0-1.6升,44-110kw多款发动机。 ![]() 近来来的大众小排量汽油机发展过程。 ![]() 采用全铝缸体等减重措施,体积和重量都有所减少。 ![]() ![]() 大众EA211发动机都用在哪些车上?也许大家并不会对气缸关闭系统(ACT主动气缸管理系统)有所惊讶,毕竟早在十几年前有些汽车公司就已在多款车型上采用了这项技术,就连大众自家也早就有用过,不过在此之前这项技术更像是大型V8、V12发动机上的专 ...
也许大家并不会对气缸关闭系统(ACT主动气缸管理系统)有所惊讶,毕竟早在十几年前有些汽车公司就已在多款车型上采用了这项技术,就连大众自家也早就有用过,不过在此之前这项技术更像是大型V8、V12发动机上的专利。而这次大众则将这种技术首次用于小排量的四缸发动机上,让本身具有一定省油优势的小排量引擎具备了更优异的燃油经济性。同时大众也向我们展示了传统内燃机所拥有的无限潜力。 全新EA211发动机是大众MQB模块化平台的核心技术之一 要知道在前不久大众集团正式推出了全新的MQB模块化平台,该平台的推出让大众集团拥有了一种高效的生产方式,通过模块化的应用,能大幅降低设计制造成本,以及加入全新科技后实现新车溢价的营利模式。而这对于我们消费者来说并不重要,不过在该平台的全新EA211汽油发动机却能给我们带来最大的受益,同时该引擎系统也是MQB平台中的核心技术之一。 大众MQB模块化平台 全新EA211发动机是大众MQB模块化平台的核心技术之一 气缸关闭系统在四缸发动机上首次采用 EA211系列引擎的技术亮点就是大众汽车首次在三缸、四缸发动机上所采用的气缸关闭系统(也可称为ACT主动气缸管理系统),而该技术的特点就是能够兼顾动力性能和燃油效率。换句话来说,就是在给我们提供强劲动力输出时,燃油的消耗量则会变得更少些,所以这也就实现了省油的目的。要知道在此之前这项技术一般都在大型V8、V12发动机才会使用,而这次大众则将这种技术首次用于小排量的四缸发动机上,让本身具有一定省油优势的小排量引擎拥有了更加优异的燃油经济性。 EA211系列发动机技术详解 当我们大致知道EA211发动机的优势后,不妨再来了解下该系列的产品。EA211系列包括了三缸和四缸产品,首款搭载该系列引擎的车型是大众UP!,不过当时所搭载的是MPI三缸发动机,而目前在日内瓦车展上亮相的polo BlueGT则搭载的是1.4L四缸TSI顶级发动机,同时四缸引擎中还包括了一款1.2L的TSI发动机,并且这两款引擎还分为高低功率的两种版本。 EA211系列发动机的内部结构 全新的EA211系列发动机采用了全铝的材质所打造,首先在重量上要比之前的EA111系列轻了22公斤。同时由于新发动机内部摩擦和消耗的降低,以及更加优化的热量管理系统,使得EA211发动机的燃油消耗还降低了8-10个百分点。通过发动机解剖图不难看出,EA211发动机恢复了正时皮带的配置,这一改变主要是为了降低发动机内部的功率消耗和噪音。 EA211系列发动机技术详解 在EA211全系发动机为了进一步降低油耗和排放量,并提高发动机低转速下的扭矩输出,该引擎在内部中新增设了排气凸轮轴调节器,其中进气凸轮轴也都设计成了可以在50度曲柄角范围内调节。由于调节器可调节到理想的控制时间,所以这就能确保汽车在低转速下实现更加顺畅的相应,当然这也提升了高转速下的扭矩。另外,EA211引擎还具备进排气双可变气门正时技术,同时直喷系统在采用5孔喷嘴的同时,喷射的压力也提升到了200bar。最终这些技术都在一定程度上提升了发动机的工作效率。 EA211系列发动机技术详解 而新加入的亮点技术——气缸关闭系统(ACT主动气缸管理系统)主要是在发动机处于中低负荷运转状态下时,会自动关闭第二缸和第三缸,从而用来降低燃油的消耗。一般在启动运行时,虽然只有两个气缸在运行,但性能上也能像四缸同时工作一样,也并不会影响到发动机的平顺运行。而当我们再次踩下油门踏板时,两个气缸就会重新启动并运行。该系统一般在发动机转速为1250转/分到4000转/分之间,扭矩输出达到25牛米到100牛米左右时便会自动启动。预计启动时间会在13毫秒到36毫秒之间,不过具体时间还是要根据发动机的转速来决定。 EA211发动机在日常驾驶中的表现 前面从理论和技术上介绍了那么多关于EA211发动机如何省油的优势,那么在我们日常驾驶中,搭载这款引擎的车型都会有哪些具体的表现呢?得益于发动机在中低速负荷运行中自动关闭气缸的技术,这使得新车与同样没有该技术的车型相比时,每百公里的油耗将会下降0.4L左右,而当我们保持在以50公里/小时匀速驾驶时,百公里的可省油高达1L,哪怕是以70公里/小时的速度行驶时,具备该技术的车型的百公里耗油也将降低0.7L左右。 除了简单的省油外,EA211发动机的ACT主动气缸管理系统在运行的同时,还具备对不规律驾驶状态的探测功能。这主要是因为该系统支持对点火和节流阀的干预,所以气缸开关切换过度十分流畅。例如当我们在车流中穿行或在乡村道路上高速行驶时,气缸关闭功能将会自动禁用,此时,我们可以通过车速表和转速表之间的多功能显示屏上了解到当前是两缸在运行,还是四缸在运行,从而对不规矩驾驶也算是起到了一定的提示作用。 首款搭载EA211四缸发动机车型的表现和高尔夫7的展望 日内瓦车展上亮相的大众Polo BlueGT 在日内瓦车展上亮相的大众Polo BlueGT就是首款搭载EA211四缸TSI汽油发动机的新车,尽管该车并不是MQB平台的产物,但EA211发动机让该车也拥有不错的性能和油耗表现。Polo BlueGT拥有比现款polo更时尚动感的外观和全新的内饰设计,同时搭载了1.4升EA211涡轮增压汽油发动机,并与7速DSG双离合变速器相匹配,该引擎拥有103千瓦(140马力)的最大功率。这使得新车最高行驶速度为210公里/小时,在7.9秒内可完成百公里加速,而百公里功耗则仅为4.5升。而这些优势要得益于ACT主动气缸管理系统、小型轻量化设计和蓝驱技术(引擎启动系统/电池能量回收)。 万众期待的第七代高尔夫就是完全基于大众全新MQP平台所打造的新车,同样也会搭配这款EA211四缸汽油发动机,并会提供两种不同动调校的版本。目前该新车的路试谍照已被海外媒体进行了大量曝光,而国内方面有相关人士透露,新车将于2013年在广东佛山工厂进行量产。而对于高尔夫7的性能和油耗表现,我们也同样的拭目以待,不过到时该车会不会延续“加价提车”的方式来销售就不太好说了。 |
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