途观L 1.4T发动机解析(EA211系列)

目前EA211是大众奥迪集团使用最广泛的发动机之一,且区别与其他品牌给某一款发动机定义,大众EA211是一个平台系列,涵盖了不同排量,不同进气方式,不同功率扭矩的几款发动机。随着排放法规和油耗积分,EA211也不断升级,喷射系统、涡轮、排量都有优化,我对EA211进行了整理,目前EA211搭载车型主要集中于大众的主力车型和部分入门级奥迪,也搭载斯柯达的主力车型。目前国内在售的都为国6b版本,PN排放为6*10的11次方,没有考虑RDE排放,主要型号为DLS(1.2T)、DJS(1.4T)、DLF(老款1.5L)、DMB(新款1.5L),其详细信息如下。
图 各个版本信息汇总(在售国6b型号)
图 搭载1.4T的迈腾是销量的主力军
图 搭载1.4T的帕萨特是销量的主力军
目前市售的EA211都已经更新到国6b的版本,也有部分老款19款在售车型PN排放是6*10的12次方。在中国主要分为三款机型,即1.2T、1.4T和1.5L。海外版本还有1.0L三缸发动机,1.6L 4缸自然吸气发动机,国内在售的1.5L可以看作上一代1.6L的升级版本。
图 EA211的发动机主要型号
目前国内主要车型的版本如下图所示:
图 代表车型:搭载EA211的大众速腾
3.1 性能差异?
目前网上关于性能的特性曲线图都比较老旧,找不到国6b版本的特性图,我根据以前国5版本的特性图加上自己的对功率扭矩的换算,拟合成下图所示的三款动力水平的性能数据。
目前四款EA211中,性能是有明显差异的:1.4T(DJS)>1.2T(DLS)>1.5L(DLF、DMB)。从功率上看1.2T(DLS)和1.5L(DLF、DMB)差不多,但是考虑到扭矩平台,1.2T的加速性能明显好于1.5L,两款1.5L属于新旧款调教,因此性能维度几乎没有差异。
从下图的代表车型也可以看出,1.5L的车型百公里加速13s以上,一方面发动机功率一般,高扭矩平台较短,一方面受制于6AT的换挡速度拖累,加速性一般。
而1.2T的版本虽然功率和1.5L接近,但是得益于扭矩平台较宽,且7DCT双离合变速箱对百公里加速性能有加成,因此其加速做到了10s的水平。而1.4T版本无论功率扭矩还是变速箱对性能都有优势,因此百公里加速做到了8s,8s的水平在买菜车中已经算是性能车了,国6b版本的思域也就这个加速水平。
图 大众宝来,搭载了EA211 1.2T、1.4T、1.5L发动机
3.2 热效率有多少?
EA211系列发动机并不是新一代的发动机,且德系比较关注传动效率和综合热效率,对发动机单体极限热效率做的并没有那么优秀,目前网络没有关于EA211热效率的真实信息。从EA211的发动机参数分析,其1.4T压缩比在10:1,行程缸径比0.93;1.5L压缩比在11:1,行程缸径比1.15,压缩比并不高,且行程缸径比也没有做到极致,因此其先天性不利于热效率。
在MTZ论文集中,有关于EA211 EVO的介绍提到了EA211 EVO的1.5T相比于1.4T的92kW版本,主要工况的热效率有5%到10%的提高,低负荷和高负荷有15%-30%的提高,而EA211 EVO的最高热效率在37.5%左右,因此经过换算,EA211 1.4T热效率35%左右,而EA211 1.6L的热效率有可能更高一点,36%左右。这个参数放到现在不是优秀水平。
图 EA211 EVO96kW和EA211 1.4T 92kW功率等级相比
3.3 油耗表现如何?
从工信部油耗表现来看,虽然1.5L(DLF、DMB)热效率会高一点,但是油耗表现并没有达到预期,而1.4T(DJS)油耗表现和1.5L(DLF、DMB)接近,1.2T的油耗表现最好。根据某第三方软件来看,1.5L的实际油耗也不出彩,而1.4T的油耗在同等性能发动机中处于比较优秀的水平。至于1.2T的版本,相比于性能弱化的幅度,其真实油耗表现并没有提高。
图 EA211最便宜的车型之一,大众朗逸
3.4 技术区别
从技术角度,1.2T和1.4T使用的类似,而1.6L的少了涡轮,喷射系统较为传统。
目前1.2T和1.4T在缸径上有区别,同步的活塞连杆组件体积和质量更小。1.2T发动机缸径和行程分别为71mm×75.6mm,小于1.4T(76.5mm×75.6mm),因此活塞和连杆组件就完全不同了。1.2T发动机使用的活塞和连杆质量更轻,仅活塞和连杆就能实现减重30%,曲轴采用的是4配重块的设计,这个设计思路在1.4T发动机的曲轴上同样采用,不过1.2T的曲轴体积更小,相比1.4T而言也能起到减重20%。
涡轮增压器由博世马勒提供,体积小巧。与传统涡轮不同,新款涡轮首次搭载了电控涡轮泄压阀技术,其优点在于能够更精确地控制涡轮的响应时间。
EA211都采用了缸盖集成排气歧管设计,集成了铝制缸盖后整机体积变小了。另外集成式缸盖的另一个优势在于发动机热管理效果更好,发动机水温能更快达到工作温度。
此外采用了20MPa的直喷系统,目前属于主流技术。而1.5L为老款1.6L的升级,通过调整气缸的缸径和活塞行程(缸径-2mm,行程-1mm),使发动机排量从1.598L减至1.498L,并应用上目前1.4T的主流技术,比如增加了排气VVT,通过调节节气门开闭时间优化燃烧;使用了可变排量机油泵,降低油耗;缸体和活塞采用了特殊涂层,满足自动启停的要求;采用了无衬套连杆,降低连杆惯性,减少摩擦。
值得注意的是,海外版本有ATC主动气缸管理系统,也就是停缸技术,当发动机在合理的工作区间,可以关闭某些气缸,通过减少发动机缸体工作数量,降低发动机工作负荷,从而提升车辆的燃油经济性,然而国内的版本都阉割了此功能。
3.5 1.2T、1.4T、1.5L买哪款?
对于朗逸、宝来和探影这三款有1.2T、1.4T和1.5L的车型来说,我个人建议对动力性要求不高选择1.5L的版本,因为它没有涡轮,燃烧压力较低,而且匹配的是传统6AT变速箱,先天性可靠性更高。虽然加速性能不强,但是油耗并没有比1.2T和1.4T差多少,可以使用92号汽油,实际使用成本会更低一些。如果对动力有需求,可以考虑1.4T的版本,它的价格相比1.5L贵5000元左右,但是换来了同级别领先的动力响应,开起来会更爽快一些,而且实际油耗并不高。而1.2T和1.5L市场价差不多,但是性能并不突出,油耗也没有想象的低,还需要95号汽油,个人觉得不值得。
其他车型中,主要从1.2T和1.4T中选择,个人建议直接上1.4T,不用考虑阉割版1.2T。
4 搭载颗粒捕捉器的EA211有没有问题?目前在售的版本中,EA211 1.5L发动机满足国6b+PN11的法规,却没有使用GPF颗粒捕捉器,而1.2T和1.4T在之前的国6b+PN12的法规时,也没有使用GPF,但是最新的国6b+PN11法规下,使用了GPF。
之前大众旗下某些车型GPF事件闹得沸沸扬扬,不少媒体报道车辆存在“加速无力、油耗飙升、自动启停失灵”等问题,而且投诉量不在少数。大家也不同过于担心,GPF出现问题和布置形式息息相关。下图是我以前做试验时WLTP工况下催化器温度,有前级(靠近发动机),后级(地板下面),可以看到,前级的催化器温度很容易上升到450℃,高速行驶也很容易进入再生良好温度600℃,因此日常使用GPF可以再生,问题不大。但是如果是后级,日常使用温度很难再生,必须120km/h高速下才有可能进入再生良好的工况。
图 某车型跑WLTC工况的催化器温度曲线
图 GPF事件的主角——探岳,不过问题是EA888版本,EA211版本无问题
而目前部分出现问题的GPF布局是啥样呢?如下图所示,奥迪Q3、大众探岳、途观L等车型GEN3 Bz发动机的GPF布置图(远离发动机),GPF封装在单独的容器中,串联在TWC之后,布置在后级(地板下面),因此很难达到再生良好的温度,日常驾驶就爆发了GPF堵塞的问题。
图 奥迪Q3、大众探岳、途观L等车型GEN3 Bz发动机的GPF布置图(远离发动机)
而1.2T/1.4T EA211虽然也有GPF,但是布置位置靠近发动机,排气温度高,可以充分再生,因此市场上抱怨很少。所以买1.2T和1.4T的EA211消费者可以稍微放心了,影响并没有那么大。
图 EA211EVO和国内EA211发动机的GPF布置图(接近发动机)
当然,如果你还是不放心,建议购买EA211 1.6L发动机,它没有使用GPF也满足了最新的排放标准,因此未来使用多年后没有GPF堵塞的担忧。