汽车日报 汽车日报

当前位置: 首页 » 汽车资讯 »

大众211发动机

热效率比拼成风,但大众认为低油耗才是硬道理

[爱卡汽车 科技频道原创]

纵观全球,节能减排已成为汽车行业的共同目标,各大车企正朝着更加绿色、环保、可持续的方向发展。人们身边涌现出品类繁多的电气化车型,比如纯电动车、插电式混动、油电混动等。一些视角毒辣的外媒甚至称之为“北极熊友好型(polar bear friendly)”政策,言下颇有些遗憾之意。不过现阶段,内燃机依然拥有较大潜力,这解释了为何主流大厂仍在主推传统动力汽车。

大众汽车便是主流路线的代表。至今为止,小排量涡轮增压发动机依然是大众体系内最具影响力的动力方案,而1.4TSI发动机更是主流之中的主流。虽然欧洲市场已大面积换装全新1.5T发动机,但备受瞩目的国产高尔夫8初期仍将沿用1.4T。站在两代之交的十字路口,不如让我们回顾一下EA211 1.4TSI发动机有何过人之处。

大众当家花旦

影响整车效率的因素有很多,其中既包括发动机、变速箱、车身和车载电器等客观条件,也包括路况、驾驶风格这类主观要素。其中,作为车辆动力来源的发动机显然居于核心地位,面对不同级别、不同定位车型的研发需求,每家车企会给出自己的技术方案。作为欧洲流派的代表,大众的策略是力推小排量涡轮增压发动机,国人熟知的EA211 1.4T便是其中最为主流的一款。

面对节能减排的共同目标,各大整车制造商给出了不同的技术方案,日系广泛应用混动技术,中美力推纯电动车,而欧洲车企则通过小型化和增压化来进一步榨取发动机潜力。增压器的引入,令小排量发动机也能拥有较好的动力性能,并在日常驾驶工况下兼顾经济性。

在大众的涡轮增压发动机中,EA211系列和EA888系列都是为人熟知的产品。EA211又分为1.0T三缸、1.2T四缸、1.4T四缸等机型,其中1.4T版本在国内广为使用,高尔夫、速腾、迈腾、朗逸、帕萨特、途观L、探岳、T-ROC探歌、探影等不同级别车型均有搭载。

如果说MQB是大众集团中低端产品的骨骼,那么EA211 1.4TSI发动机便是血肉。1.4T发动机主要配备于横置发动机车型,经历了PQ世代到MQB的沿革。除此之外,大众集团旗下少数纵置发动机车型也可配备1.4T发动机,如奥迪A4L。

在中国市场,1.4T发动机可谓大众集团紧凑型车和紧凑型SUV的主力机型,其装车量甚至超出了一些主流合资品牌的总销量。在紧凑型车/紧凑型SUV领域,1.4T发动机几乎成为了大众目标用户难以忽视的选择。而从紧凑型向上或向下延伸,多款小型SUV、中型车和中型SUV也会提供1.4T版本,丰富消费者的选择余地。

1.4TSI主要技术特征

放在2020年,EA211系列1.4TSI发动机算不上什么新鲜事物,比起最新的EA211 evo 1.5TSI发动机显得欠缺亮点。EA211在EA111基础上的改进,更多表现为主要零部件的优化升级,而不是增加复杂的可变技术。从结果来看,这种迭代策略以较低的成本,实现了良好的动力性、经济性和可靠性,很好地完成了小排量增压机的核心使命。

近年来,可变截面涡轮和可变压缩比愈发热门,但大众EA211并没有选择这类复杂的技术路径,而是在EA111大框架的基础上努力挖掘1.4T发动机的潜力。从结果来看,这套1.4T发动机在双离合变速箱的配合下,实现了出众的效率,无论业界还是用户,普遍对其动力性能和燃油经济性持肯定态度。

与EA111相比,EA211 1.4TSI发动机优化了发动机缸体、缸盖、进气系统、增压空气冷却系统和其他附件,实现了更为出色的效率,并降低了后期维护成本。通过一些列改进,EA211发动机比EA111最多减重达30%,二氧化碳排放量降低了10-20%。

仅仅从账面数据来看,EA211 1.4TSI发动机在同类小排量增压发动机中并不占优,但它却拥有出色的口碑。自从大众系产品换装MQB平台以来,1.4T+DQ200动力总成经过进一步优化,油门特性变得更加轻快,常用转速区间内扭矩充沛,精准满足了家庭用户需求。除此之外,用户普遍对1.4T发动机的油耗表现表示认可,这在众多专业媒体的测试中也得到了印证。

主流小排量涡轮增压发动机数据对比搭载车型速腾思域奔驰A级发动机1.4T L41.5T L41.3T L4压缩比10.0:110.6:110.6:1最大功率110kW(150马力)130kW(177马力)120kW(163马力)最大功率转速5000-6000rpm6000rpm5500rpm最大扭矩250Nm220Nm250Nm最大扭矩转速1750-3500rpm1700-5500rpm1620-4000rpm爱卡汽车网制表 www.xcar.com.cn

EA211 1.4TSI发动机采用铝合金缸体,气门室盖上带有集成式凸轮轴盖,缸盖则集成了排气歧管。进气道设计和涡轮增压器总成得到了简化,调校思路更倾向于快速响应。进排气均采用可变气门正时技术,缸内直喷也没有缺席。中冷器由EA111的风冷改为水冷,并配备了两级可变压力机油泵和活塞石墨灰涂层,以降低不必要的内部损耗。

在欧洲市场,EA211 1.4TSI发动机还带有闭缸技术,发动机可停止两个气缸的工作,在低负载工况下有效节油。根据大众官方数据,闭缸功能可节省约0.4L/100km的油耗,等价于二氧化碳排放减少8g/km。这项功能在全新1.5TSI发动机上得到了保留,不过从目前的消息来看,中国市场大概率依旧无缘。

整体而言,EA211 1.4TSI发动机并没有应用太多的革命性技术,诸如缸内直喷、双VVT、集成缸盖都是当下的主流方案。大众的思路是将复杂问题简单化,从细节处着手来优化发动机性能,比如石墨灰涂层降低了发动机机械摩擦,缩短的进气道提升了动力响应速度。

未来展望

作为大众集团的主力机型,EA211 1.4TSI发动机还将继续服役相当一段时间,晚些时候1.5TSI evo才会投放给欧洲以外地区。最近频繁曝光的国产高尔夫8仍将搭载1.4TSI发动机,并计划跳过欧洲市场现有的1.5TSI evo,于2022年末或2023年直接采用evo2版本。关于国产1.5TSI发动机的详细信息,各位读者可以参考我们之前的文章。

EA211系列发动机在全球多地设有工厂,在欧洲之外,中国和巴西是最重要的生产基地。据不完全统计,1.4TSI发动机在国内的产能远超过100万台/年,对于大众集团在华产品布局十分重要。

除了传统内燃机型外,1.4TSI发动机还可与内置驱动电机的DQ400e变速箱匹配,衍生出插电混动版本,搭载车型包括高尔夫GTE、迈腾GTE、途观L PHEV等。根据目前掌握的信息,1.4T插混系统在全球范围内还将沿用一段时间,1.5T发动机暂时只提供给燃油版或48V轻混版本。

编辑点评:最高热效率只有35%,就代表发动机技术落后吗?大众用行动否定了这一点。1.4TSI发动机并没有采用天花乱坠的黑科技,但根植于一点一滴的技术优化,令这台小排量增压发动机获得了出色的综合性能。本着结果导向,1.4TSI发动机在2020年的大环境下仍有颇多可取之处,这让我们更加期待未来的1.5TSI evo。有了VTG涡轮和350bar高压喷射加持,1.5TSI会否成为新一代“神机”呢?

精彩内容回顾:

动力胜过海外版本 大众1.5TSI国产前瞻

双离合堪当万金油?揭秘大众变速箱技术

能否打破偏见?日系三缸发动机前景展望

大众1.4T发动机技术解析

动力总成工程师带你深入了解EA211-大众奥迪1.2T、1.4T、1.5L

大家好,我是您身边的汽车专家天马行空Q,喜欢的点赞收藏关注哈,你的关注是我不断分享的动力!

大众/奥迪旗下的EA888大名鼎鼎,名声在外,旗下近乎所有中高级车型中,都搭载了这款发动机,可以说,是全球量产最多的发动机之一。其实在中国,真正走量的是大众的另一款发动机,EA211。这款发动机更接地气,更能代表大众品牌的内核。这款发动机在汽车圈内无人不知,无人不晓,也被称之为“一代神机”,该发动机覆盖车型广泛,从10万级别的宝来、朗逸,到20多万的迈腾途观L等,甚至斯柯达和奥迪都被广泛使用。

图 途观L最低配搭载EA211 1.4T发动机

这款发动机也有着悠久的历史,面对如今日系、自主的众多小排量涡轮,它有哪些技术亮点呢?不同版本有没有什么区别?1.4T、1.6L、和未来的1.5T技术有多大差距?EA211搭载的GPF有没有问题?未来换代是否有消息?对于这些消费者关心的问题,本文就带你扒一扒,大众EA211的一些门道。

PS:区别于大名鼎鼎的EA888,EA211网络上技术信息较少。作为行业从业者,本人收集了SAE论文、MTZ、EA211自学手册、大众官方宣传材料,结合了自己的理解,对消费者最关心的问题进行解答,因为没有任何从官方输入的信息,无法保证100%正确,请多包含。

1 EA211 适用车型

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

2 市售EA211的版本区别

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 1.2T、1.4T、1.5L孰优孰劣?

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。

5 EA211 EVO何时会进入国内?

大众EA211 1.5T EVO发动机是EA211系列最新的一代发动机,该发动机其实在2016年已经在欧洲上市了,但是迟迟未引入国内。EA211 1.5T EVO一代发动机分为高低功率两个版本,这两个版本的情况如下:

(1)低功率96kW的版本是这台发动机最具创新性的产品,拥有米勒循环和VGT增压器这两项先进技术,压缩比能够达到12.5:1,在涡轮增压中属于比较高的压缩比,这台发动机的开发的目标是高效率,因此在性能上有所牺牲。

(2)高功率110kW的版本没有采用米勒循环燃烧系统,也没有VTG增压器。仅仅升级了35MPa的直喷系统,同时缸孔采用APS等离子喷涂工艺,压缩比10.5:1。性能和目前国内生产的1.4T一样,没有提升。

大众公布的数据中这款12.5:1的低功率高压缩比版本的热效率在37.5%,而美国EPA的SAE论文中,这款发动机的热效率在37%。无论是37.5%还是37%,这款低功率版本在中国并没有竞争力。而高功率版本在性能维度和现款一样,压缩比10.5:1也并不像一款经济型发动机,虽然升级了35MPa喷射系统,但是并没有显著的市场竞争力,因此大众不引进这款EVO是明智之举。

图 MTZ关于EA211 EVO发动机的技术参数

图 美国EPA环保署SAE论文中关于这款发动机热效率的评估

而大众后续很有可能引进中国的是EA211 1.5T EVO2,据说在2023年上市。

从目前小道消息中,第二代1.5T EVO2继续采用米勒循环,但是功率提升至118kW,扭矩250Nm,超过现在的1.4T性能。同时压缩比适当降低从第一代米勒循环版本的12.5降低到11.5,这也是为性能提升和国内油品情况而做出的妥协。相对而言,这款发动机在热效率、性能都有提升,因此引入国内可以得到消费者认可。

图 小道消息中引入国内的第二代1.5T EVO2

2023年国内将实施国6b排放中的RDE实际道路驾驶排放要求,因此1.5T EVO2发动机即使提高了35MPa喷油器,却还需要标配颗粒捕集器GPF以满足RDE实际道路驾驶排放法规要求。但是该GPF采用了四元催化器,布置靠近发动机热端,因此堵塞问题应该不大。

图 ERA211 EVO2的GPF布置

1.5T EVO2发动机另外一个重大的改变就是会引入48V轻混动技术。48V轻混技术的加入将会和1.5T EVO采用的米勒循环高效燃烧系统一起进一步的改善油耗。

图 1.5T EVO2伴随着48V轻混

而目前海外第八代高尔夫采用了1.5T EVO+48V轻混的系统,在WLTP工况下,低功率版4.9L/100km油耗,高功率版4.6L/100km油耗,未来如果是1.5T EVO2发动机的化,油耗表现会进一步降低。

图 大众海外高尔夫搭载EA211 EVO的油耗表现图

图 第八代高尔夫上市了,但是国内没有采用1.5T EVO发动机

小结

老骥伏枥,志在千里,随着目前国内小排量涡轮增压发动机的技术迭代白热化,EA211的各项技术指标已经不算领先了,但是凭借着综合调教的技术功底,EA211+7DCT的动力无论是加速性能还是油耗表现,依然处于行业的第一梯队,不服不行。

大众EA211和EA888的高低功率版本,差距到底在哪?

发动机的高低功率版本就好像同父异母的兄弟,虽然都是出自同一个平台,但是可以通过ECU的控制来调校马力的大小,马力更小的发动机可以采用强度更低、性能较差的零配件

这样厂家就可以在不需要研发新发动机的前提下,又能给消费者多一个选择,在市场上形成差异化竞争,这种趋势已经愈演愈烈,很多涡轮增压版本的车型,都开始采用这种思路

偷工减料的EA211

以大众为例,老款的凌度和速腾,使用的都是代号为EA211的1.4T发动机,却分成了131Ps和150Ps两个不同的版本

高低功率采用集成式排气,双极可变量机油泵,水冷式中冷器,缸内直喷,进排气都有可变正时技术

低功率的版本在硬件上做了一些减配,比如说高功率的缸盖密封条有5毫米厚,而低功率只有2毫米,活塞环虽然型号相同但供应商不同,低功率版本用了更加便宜的进气导管、冷却管、单风扇散热以及热值更低的火花塞

再通过调校适当降低发动机的最大马力和扭矩,以适应强度更低的硬件,也就诞生了低功率的版本

EA211的高低功率版本,发动机的核心技术完全一样,通过刷ECU换火花塞可以从原厂低功率的131Ps升级到高功率的150Ps,只是可靠性和燃油经济性肯定不如原厂的好

完全不同的EA888

而大众的EA888才是真正的高低功率,330TSI的马力为186Ps,而380TSI的马力达到了220Ps,还有奥迪S3、高尔夫R上的超高功率版本,马力甚至达到了310Ps

虽然都是2.0T排量,但是它们却是完全不同的发动机类型,不仅仅换了大量的配件,连发动机核心技术也不一样

高功率版本采用排气侧AVS升程,主要是为了提高增压器的低速性能和动态响应,采用传统的奥托循环

低功率版本采用奥托循环+米勒循环的双循环模式,可变气门升程AVS装在进气侧,主要是为了满足米勒循环的低凸轮升程要求,减少米勒循环带来的最大功率损失

高低功率的涡轮大小也不一样,低功率采用的是IS12涡轮,高功率是IS20,而超高功率版本用的是IS38涡轮

这些核心技术的差异,让它们各自的喷油系统、油气分离系统、冷却系统、压缩比都不一样,也让发动机拥有不同的功率版本和动力输出特性

这里不得不称赞一下德系品牌,在发动机技术方面,确实有着很强的实力

高低功率已泛滥

也许是受到了大众的影响,国内不少车企也开始玩起了高低功率,比如吉利的2.0T发动机,低功率218Ps,高功率238Ps,长城的2.0T、奇瑞的2.0T、长安的1.5T蓝鲸发动机等等

虽然是主机厂“偷懒”不想增加研发费用,但是高低功率的调校也是发动机实力的一种体现,作为买车的消费者,也多了一项选择

所以高低功率版本的发动机,已经开始出现泛滥的趋势,而且可能还会愈演愈烈

未经允许不得转载: 汽车日报 » 大众211发动机

相关文章

themebetter

contact