成熟可靠——朗逸EA211 MPI多点电喷技术解析
朗逸简介
2008年6月,搭载EA211和EA113发动机的LAVIDA朗逸高调上市,这是上海大众针对中国传统文化的审美观念,专为中国消费者量身打造的一款新车。朗逸保持了德国设计品质,在外观设计的加持下在紧凑级市场绽放光彩,被广大网友戏称德国原装朗逸,简称“德原朗”。
在14年的市场考验中,搭载EA211的朗逸销量久热不衰。今天就来为读者们介绍朗逸EA211发动机的技术亮点——MPI燃油多点喷射。
供油方式
在了解EA211的MPI技术之前,我们需要了解燃油车发动机的几种供油方式。按供油先进程度可以分为化油器和电子控制(电喷)。
化油器
在国Ⅲ及早期排放标准的时代,化油器供油是大多数车子的选择。化油器是在发动机工作产生的真空作用下,将一定比例的汽油与空气混合的机械装置。
化油器作为一种精密的机械装置,它利用吸入空气流的动能实现汽油的雾化的。其完整的装置应包括起动装置、怠速装置、中等负荷装置、全负荷装置、加速装置。化油器会根据发动机的不同工作状态需求,自动配比出相应的浓度,输出相应的量的混合气,为了使配出的混合气混合得比较均匀,化油器还具备使燃油雾化的效果,以供机器正常运行。
电喷
电喷系统利用系统中的各传感器将监测到的发动机运行状态的参数(如空气流量、发动机转速、进气压力、进气温度、冷却液温度、排气中氧的含量等)转换成电信号,输入到发动机控制器(ECU,又称电控单元)中,控制器根据这些信号,计算出喷油器(喷油器的结构为电磁阀,通电时电磁阀开启喷油,通电时间的长短就决定了其喷油量的多少)的通电时间,并接通喷油器电路,使喷油器喷油,从而对喷油器的喷油时刻、喷油量进行精确的控制。ECU还可根据各传感器输送来的信号对发动机的点火提前角进行精确控制。
单点电喷
由于单点喷射是将喷射器设在节气门上方,只能改善在节气门处的雾化以及加热管壁温度提高燃油的蒸发程度,但难以保证节气门后至进气门的一段管壁上不形成油膜或油滴,因此进气歧管的结构对混合气的输送和分配有重大影响,而且难以实现在所有工况下都能保持理想的混合气分配。
缸内直喷
缸内直喷(GDI),就是直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。优点是油耗量低,升功率大,压缩比高,与同排量的一般发动机相比功率与扭矩都提高了10%。
喷射压力也进一步提高,目前高效的喷射压力已达350Bar,使燃油雾化更加细致,真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合,并且消除了缸外喷射的缺点。同时,喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制,以及活塞顶形状等特别的设计,使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合,从而使燃油充分燃烧,能量转化效率更高。
多点电喷
朗逸EA211自然吸气发动机的空滤盒上都有MPI标识。MPI是英文:Multi Port Injection的缩写。意思是“多点燃油喷射”。这是各汽车厂商目前运用最广,成本低,性价比高的汽油供油方式。
多点喷射又称多气门喷射(MPI)或顺序燃油喷射(SFI)或进气道喷射或单独燃油喷射(IFI),与单点喷射相对应,每个气缸设置一个喷油器,各个喷油器分别向各气缸进气道(进气管前方)喷油。
朗逸EA211多点电喷较其他供油形式的优缺点
与单点电喷相比
多点电喷技术取代了几个气缸共用一个喷油器的设计方式,在每个气缸对应的进气歧管内加装了喷油器,这样避免了单点喷射过程中混合气输送和分配受进气歧管结构的影响,往往单点电喷难以实现所有工况下都能保持理想的混合气分配;
并且多点喷射将喷射器设在进气门处,燃油在热的进气门上进一步蒸发与空气充分混合后立即通过进气门进入燃烧室,不受到进气歧管结构的影响,可以保证一致的混合气分配。
但是单点喷射构造简单,工作可靠,维护简单。其中一个很显著的优点就是单点喷射的喷射器设在节气门上方,直接向气流速度很高的进气管道中喷射,由于该处压力低(流速与压力成反比),喷射时只需要0.1 MPa的低压就可以喷射了,多点喷射则要在0.35MPa才工作,这就意味着单点喷射系统可以降低对电动燃油泵的要求,节省了成本。不过单点电喷的排放标准以及燃油经济性都不及多点电喷,现在慢慢也被淘汰。
与同系列发动机缸内直喷型号相比
EA211系列发动机拥有1.0L、1.2T、1.5L、1.6L、1.4T多种排量。其喷射方式也分为多点喷射和缸内直喷。其中1.6L的型号为多点电喷,1.4T型号为缸内直喷。
缸内直喷型号在喷油压力上最高可达100bar,值得一提的是发动机的喷油嘴更是采取6孔喷嘴模式,可以有效防止在节气门全开或在预热催化转化器过程中,油束覆盖整个活塞顶部,进一步保证缸内直喷的燃烧效率。
但是缸内直喷也并非完美,采用缸内直喷的供油系统除了在研发过程必须花费更大成本,对于车主来讲较传统电喷车需要更加频繁更换火花塞等零部件。
对燃油质量要求比较高,需要使用更高标号的燃油且更容易产生积碳,无形中增加了车主的用车成本。
结语
化油器、单/多点电喷、缸内直喷,几种共有方式都代表着一个时代。在当前的时代,混合喷射集众家之长,将燃油喷射系统由缸内直喷和歧管喷射组合而成,取两者的优点,并弱化两者的弱点。不仅可以提高发动机的工作效率,还避免了直喷发动机在低负荷工况下因氧气过量导致的排放问题。在排放法规日益严苛的未来,混合喷射的普及率将越来越高。
宝来EA211发动机解析,全铝结构、多种排量是否真有魅力?
如果你是一位大众粉,你大概率熟悉大众EA211系列发动机。在当前大众集团大规模应用生产的MQB模块化平台中,除了EA888系列发动机,EA211系列也扮演着非常重要的角色。毫不保留地说,在大众汽车的产品矩阵当中,大众EA211的地位,丝毫不输地球梦系列在本田发动机中的地位。比如,大众旗下的宝来全系搭载的都是大众EA211系列发动机。
基于EA111升级而来,EA211优势分析
EA211发动机是大众汽车的新型汽车发动机。需要说明的是,在大众汽车的产品矩阵当中,该系列发动机也是四缸发动机上第一台采用闭缸系统的发动机,为此,搭载该发动机的车型的油耗也可以在之前的基础上实现降低。
按照大众汽车的说法,EA211发动机主要有高动力/低油耗、轻量化以及通用性三大特点。而这些特点,都是相比于同排量的EA111发动机得来的。与EA111的铸铁缸体不同,EA211发动机采用铝制缸体加铸铁内衬的形式,减轻了22公斤的重量,同时,对比铸铁,铝制缸体的热推性也是更好的。比如2016款的途观.1.4T就是搭载的这款发动机。
1.4T EA111(2016款途观发动机舱)
据悉,减轻的这22公斤能使燃油经济性提升20%。此外这款发动机的曲轴重量轻了20%,轻量化的设计,让整车的节油表现变得更好。在大众模块化生产的平台中,发动机的进阶并非是单纯地升级这么简单,比如EA211系列发动机相比EA111系列发动机变得更紧凑了,轴向安装长度缩短了50mm,所以车内乘坐空间更大一点。
EA211系列发动机
其实,在发动机的布局上,有了EA211系列发动机之后的MQB平台以及后继的MQB Evo平台,也发生了一定的调整。其中,EA111采用的是排气管前置安装,而EA211系列发动机则是采用了后置安装。
哪些车型搭载了EA211发动机?
大众真正发布EA211系列发动机是在2012年,在EA211系列发动机的布局上,主要是适用于MQB平台生产的一些经济型小车上,比如捷达、朗逸、宝来、速腾、POLO等。所匹配的引擎包括1.0、1.4、1.6升MPI多点电喷引擎和1.2、1.4升TSI涡轮增压引擎。
细分来看,在国内EA211发动机共有五个版本,分别是1.5L/1.6L自吸、1.2T以及1.4T的高低功率。而大众宝来所搭载的分别为DMB、DLS、DJS这三款发动机,在定位上,这三款引擎分别对应不同的排量和进气形式,所产出的最大功率和最大扭矩也是不同的。
EA211-DMB发动机(1.5L)供油方式是点电喷(歧管喷射),使用成本、维护成本都比较低。作为一款自吸引擎,这款发动机搭载了无级调节的可变排量机油泵,机油泵通过ECU传来的电信号调节泵油量,将泵油量控制得更为精准。在供油方式上,DMB发动机的供油方式为多点电喷,汽油的喷射器安装在每个气缸的进气管上,同时,这款引擎还不挑油,使用92号汽油就可以。
EA211-DLS发动机(1.2T)选用的是涡轮增压的进气形式,对比前者,1.2T引擎的动力有着明显的提升,它的最大功率可达85kW,最大扭矩200N·m,相对于DMB发动机需要3900rpm才能达到最大扭矩来说,DLS的动力更为强劲。在大众宝来的中配车型身上,搭载的就是这款发动机。
EA211-DJS发动机(1.4T)同样选用的是涡轮增压的进气形式,依托更大的排量,它的最大功率可达110kW,最大扭矩200N·m。参考这台车的动力表现,发动机在1750rpm时,即可输出最大扭矩,动力性能相对于另外两个型号的发动机来说更为优秀。
1.4T EA211(2021款宝来发动机舱)
大众EA211应用了哪些技术?
除了吸气方式以及排量的差异,在一些技术层面,前面提到的三款引擎也存在着一定的区别。为了让大家更好地了解大众EA211,我们就以功率最强的EA211-DJS发动机(1.4T)给大家进行全面的介绍。在技术层面,这款引擎应用了大量的技术,像发动机闭缸技术,可变正时技术,铝合金缸体,集成式排气歧管,可变排量机油泵等都没有缺席。下面我们就选取几个重点技术,为大家介绍。
集成式排气歧管和气门室
要说优势,首先我们看到的就是集成式排气歧管和气门室。大众EA211系列发动机全部采用了缸盖集成式排气歧管,对比之前的引擎,发动机没有单独的排气歧管,这样布局的优势比较明显,可以让发动机整体重量降低,同时,发动机在冷启动时的暖机效率提升,有利于让发动机尽快维持稳定的工作状态。
可变气门正时技术
在不少车型身上,我们都可以看到这项技术。在这里需要给大家解释的是,气门正时是指进、排气门开闭的时间,气门正时直接影响发动机的性能和充气效率,可变气门正时,主要是在发动机四个工作循环中,通过调节进、排气气门开合的时间和角度,进而通过调节进气量,来改善发动机的进气效率。
发动机闭缸技术
在大众汽车的家族中,闭缸技术,又被称之为ACT主动气缸管理系统,其被开发出来的目的就是为了能够让本来就已经是小排量的EA211发动机变得更加省油。结合之前的信息来看,EA211系列发动机在配备了ACT主动气缸管理系统之后,百公里油耗大约会有0.4L的下降,同时,排放也降低了。
可变排量机油泵
一般的发动机,都是采用定排量机油泵。在系统工作的过程中,机油泵供油压力完全由发动机转速控制,与发动机转速之间呈现出高度的一致性,但如果遇到复杂的工况,这种工作状况就会被外界环境打乱。而大众EA211系列发动机采用了双级可变排量,可以根据发动机的工作状态,调整发动机机油泵的工作强度,为此,也就可以保证系统的稳定性。
对比同级车型,大众EA211-DJS发动机(1.4T)实力如何?
因为在大众汽车的家族矩阵当中,EA211-DJS发动机(1.4T)的性能是最强的,所以在对比环节,我们可以将这套动力与同级车型进行对比。我们可以对比本田思域、长安UNI-V这一类车型。
基于对比不难发现,除了大众宝来,其他两款车型均是用的92号汽油,不过在油耗方面,大众宝来略低,NEDC工况下仅为5.5L/100km,所以在用车成本上,三者相当于打了个平手。
我们重点看看发动机的性能,对比本田的1.5T和长安的1.5T,大众EA211的优势显然是不足的,甚至可以说是劣势。具体来看,大众宝来1.4T车型的最大功率为150马力,而同价位的思域1.5T的功率达到了182匹,长安UNI-V达到了188匹,差距是比较明显的。当然,站在稳定性的角度,大众的1.4T还是可以满足消费者的用车需求,毕竟旗下已经有多款车型(朗逸1.4T、速腾1.4T)搭载的这套动力。
结束语:
作为汽车三大件之一,发动机的重要性不言而喻。从大众宝来的表现来看,虽然同为EA211系列,但每款发动机因为排量和工作模式的不同,表现出了较大的差异。但不可否认的是,因为多种技术的加入,EA211系列在EA111系列的基础上有着明显的升级,而这,也是消费者选择大众宝来的原因之一。不过在同级车型面前,大众EA211系列的优势就不那么明显了。所以,对于那些只是关注家用车的朋友来说,大众EA211的表现还是比较均衡的,如果想要体验更强的性能,不妨关注那些搭载EA888发动机的车型。
朗逸和速腾EA211发动机一样吗?都采用了哪些新技术?
大众速腾和朗逸所使用的发动机都是EA211系列发动机,就发动机类型来说,速腾和朗逸发动机产品集中度为1.2T,1.4T发动机——EA211系列。
就1.2T和1.4T发动机来说,大众速腾和朗逸发动机乃是相同的,1.2T发动机为EA211 DLS系列,1.4T发动机为EA211DJS系列,这个无需过多考虑。就现在的汽车品牌来说,为了降低成本,动力系统开发都采用了统一模式,各个车型交叉重叠使用某一款动力系统,这已经是行业内的潜规则,毕竟开发一款发动机成本颇高,大众不会那么傻,好好的发动机不使用,偏偏针对不同车型进行不一样的开发,这不是增加车辆成本吗?
大众1.2T发动机大众1.2T发动机乃是最近几年才刚刚开发的,开发这款发动机的主要目的就是为了应对紧凑级家用车型,毕竟大众在紧凑级家用车型中普遍匹配1.6L小排量自吸发动机,但是自吸发动机最显著的劣势就是燃油经济性,并且车辆加速动力感还比较差,而大众1.2T发动机,最大扭矩值达到了200NM/2000~3500rpm,最大功率为85kw/5000~6000rpm,这样的动力水平非常适合家用,车辆动力不是很好,但是满足家用足够,车辆起步虽然比较肉,但是胜在驾驶舒适度较高,这款发动机最大的优势便是30~80km/h,加速能力较好,应答性也不错,不过高速行驶是硬伤,毕竟发动机动力无法充分发挥。
大众1.4T发动机大众1.4T发动机则比较有名,这款发动机的开发时间已经在10年以上,1.4T发动机最大功率达到了250NM,最大功率为250ps,绝对是同排量发动机之最。
大众1.4T发动机已经在紧凑级轿车、B级轿车、入门紧凑级SUV、中级SUV中使用了,并且获得车主广泛认可,在紧凑级车型速腾和朗逸中,1.4T发动机的动力水平绝对堪称优秀,车辆百公里加速成绩8s″多,满足家用绰绰有余,甚至于可以满足一些对性能有要求的车主。
大众EA211发动机新技术气缸可变系统大众EA211系列发动机技术高端之处就是加装了气缸可变系统,当发动机在正常工作的时候,根据车主驾驶工况不同,发动机会选择性关闭两个气缸,只有两个气缸工作,便可以充分维持大众EA211系列发动机正常运转,因此,可以达到经济省油的目的。
铝合金缸盖及缸体大众EA211发动机,全部采用铝合金式缸体、缸盖,使得发动机强度增加,重量下降,大众1.2T发动机重量仅为97公斤,1.4.T发动机重量则为106公斤,轻量化的水平调控下,也显著降低了车辆整体质量,降低了车辆的燃油消耗量。
大众EA211系列1.2T和1.4T发动机采用了集成缸盖设计,铝制缸盖和排气歧管做成了一体化,缸盖体积变得更小,发动机热效率更高,水温更容易达到最佳工作温度状态。
机油泵无极调速机油泵无极变速调节,以前的EA211发动机采用了两级可变排量机油泵,现在直接升级为无极变速机油泵,根据发动机工作需求,机油泵可以适时调整机油量,进而达到节能省油的目的。
缸内直喷GDI技术大众EA211发动机都采用了缸内直喷技术,喷油压力超高,使得汽油直接被喷入发动机缸内,汽油雾化效果更佳,燃油经济性更好。
可变气门正时技术气门正时指的是进、排气门开闭的时间,大众EA211系列发动机可以通过进排气侧凸轮轴油压,调整进排气门开闭的时间,以此达到最佳经济省油的状态。
整体上来看,大众在EA211系列发动机上,使用不少现代新技术,这也使得大众1.2T和1.4T发动机工作效率较高,同时性能较为稳定。