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    大众速腾EA211 EVO2发动机深度解析,更多亮点技术,更高机械效率

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    懂车知识库2023-02-16

    EA211 1.5T发动机,是现在大众汽车比较有代表性的1.5T汽油发动机。尽管单纯从最大功率、最大扭矩等方面来看,EA211都并非行业内数据最顶尖的机器,但这个系列的发动机从2014年初代装车至今,该型发动机的机械稳定性及多种工况适应能力较好。

    而在最近上市的速腾(图片|配置|询价)1.5T车型上我们发现,新车搭载的新型发动机为大众汽车EA211发动机系列最新一代的作品:EA211 EVO2。

    EA211 EVO2的技术亮点

    总的来说,EA211 EVO2发动机机主要的技术亮点主要体现在以下几个方面:

    • 改进的米勒循环工况,即深度米勒循环模式
    • 等离子涂层缸体技术
    • 中置式可变气门正时机构
    • 改进的可变截面涡轮增压器

    以上四点构成了EVO2型发动机的主要技术亮点,下面,我们针对这四点进行解读。

    改进的深度米勒循环

    首先是深度米勒循环。米勒循环和奥托循环其实区别主要在于进气冲程气门的活动上。米勒循环通过提前打开进气门,延后关闭进气门的方式,从而使得气缸里尽可能多进一些空气,再配合特殊设计过的活塞顶部形状和时机恰到好处的喷油,就可以在气缸里实现比较好的稀薄燃烧效果,说人话就是,米勒循环能增加发动机的燃烧效率,降低油耗。

    但米勒循环只是一个大概念,如果在具体的气门开闭方式上存在因为转速区间的不同,而在米勒循环和奥托循环之间切换的话,那就不算是“真正的”米勒循环了,所以所谓的深度米勒循环的意思其实就是,这台发动机无论在任何工况下,采用的都是米勒循环。换句话说,这台发动机无论处在什么转速,它都是省油倾向的。

    结构优化的可变截面涡轮增压器

    可变截面涡轮大家其实不陌生,最早是保时捷在80年代的956 C组赛车上首次搭载的。它在结构上其实和普通的涡轮区别不大,但最大的不同点在于,可变截面涡轮的涡轮叶片的角度是可变的,根据转速不同,涡轮叶片相对于气流方向的攻角会变化,目的是让气流能用尽可能大的能量推动涡轮叶片,进而在给定的转速下为压气机提供更高的转速。或者换句话说,是改善车子在不同转速下的涡轮迟滞,提高动力响应用的。

    大众在深度米勒循环发动机上搭配可变截面涡轮其实非常合理。因为米勒循环的先天不足就是低及中转速区间无力,而VTG正好解决的就是中低转速动力的问题。

    等离子缸体涂层技术

    但大家也许也看出来了,无论是深度米勒循环还是可变截面涡轮,它们都没办法在本质上提高动力。而大众在EA211 EVO2型发动机应用了缸体涂层技术。具体来说,EA211 EVO2型把整个燃烧室+活塞运行的区域全都刷满了涂层,这么一来就能更好地保证发动机在任何工况,特别是长时间高负荷工况下,也能获得稳定的散热表现。

    实际上,深度米勒循环在全工况大功率输出状态下,活塞局部积温情况甚至会比奥托循环的机器更严重,这主要是因为米勒循环的活塞通常呈“双U型”,刻意地把火焰引导到活塞顶部两端,根据缸内火焰传播路径的热力学模拟,米勒循环发动机在左右两侧活塞顶部堆积的热能是最高的。因此大众在EA211 EVO2上,在活塞也增加了一个冷却喷头,对于米勒循环发动机缸盖同样会出现积温的现象,大众也在EVO2上做了缸盖冷却流道优化。通过这两个手段,大众在实现了大功率的同时,也消除了可能的高温问题。

    中置式可变气门正时机构

    EA211 EVO2的另一个亮点,其实还是它那重新设计的可变气门系统上。为什么要重新设计呢?很重要的原因就是要给可变截面涡轮提供帮助。可变截面涡轮这东西吧,虽然效率高,但有个很大的问题:响应速度比传统涡轮慢很多。这是因为VTG涡轮的可变叶片要改变角度只靠两种方式,一是用特种的高温步进电机控制,另一种是被动式控制,就是排气力量推动涡轮叶片改变角度。

    很显然,靠排气气流推动叶片改变角度,再实现VTG涡轮该有的“变排量”效果,需要相当长的时间,这就意味着搭载VTG涡轮的车,在突然动力请求状态---也就是你突然一脚油门下去的时候,会出现很大的延迟。直观反映就是突然一脚油门下去,你会感觉车子力量起不来,得过那么几秒钟,动力才突然上来。这很明显不是十分出色的驾驶感受。

    所以大众在EA211 EVO2发动机的全新设计的可变气门系统上,就通过一个特殊的机械结构,在遇到这种突然的动力请求时,迅速帮助VTG涡轮进入状态。换句话说,这个系统可以非常大地增加突然来一脚油门这种工况下,车子的动力响应速度,能在技术上让小排量涡轮增压发动机,真正意义上在动力表现上获得和传统大排量自吸机相同的体验。

    附件系统进一步优化

    在上文中,我们针对EVO2型发动机的一些主要技术改进进行了详细论述。但EVO2型发动机的技术改进点其实还有两个,分别是电子调节水泵及主动式油气分离器。我们没有针对这两项技术改进长篇大论的原因在于,相比起前面4点,这两个技术改进点属于比较常规的技术迭代。

    具体的说,电子水泵完全消灭了传统的机械式节温器所容易导致的对于冷车工况响应性不佳及大负载工况下难以及时让发动机得到冷却的先天缺陷。在电控系统的主动控制下,EVO2型发动机可以实现更精确的水温控制,无论是冷车快速暖机还是大工况下的及时响应,电子水泵可以让三元催化升温速度更快,对排放的负面影响进一步降低。

    电子水泵是散热系统的改进,而主动式油气分离器是供油系统的改进。和电子水泵的优势点类似地,主动式油气分离器能更好地分离汽油中的水蒸气,油气分离器的工作效能对于任何一款直喷发动机来说都非常关键。在电子主动式油气分离器的控制下,EVO2型发动机的长时间工作稳定性得到了进一步提升,使用多年后也更不容易出现机油乳化等问题。

    总的来说,该型发动机通过多方面技术改良,达到了更高的机械效率,减少了大负载工况下的热损耗。目前,该型发动机搭载在新速腾300TSI车款上。

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