大众全新1.5T发动机解析！到底比1.4T强在哪？
自2005年大众正式推出1.4T（EA111）发动机后，他们的小排量增压时代就全面开启了。尽管这台1.4T发动机在2012年曾经更新为EA211，但除了缸体材质的改变外，其实并没有太大差别。15年后，随着第8代高尔夫和全新一代奥迪A3的陆续发布，他们所搭载的1.5T EA211evo发动机也将正式接过前辈的衣钵，成为大众集团小排量增压的当红炸子鸡！
作为未来大众集团最主力的小排量增压发动机，除了高尔夫8和A3以外，速腾、帕萨特、迈腾、途观，奥迪A4、Q3以及斯柯达的部分车型都会陆续换装这台代号EA211evo的1.5T发动机。从发动机代号也能看出，这台1.5T发动机就是现款1.4T的“evolution版”，也就是进化版本。
在结构方面，全新的1.5T发动机依然采用直列四缸布局，并且气缸间距以及缸径与1.4T发动机保持一致，只是冲程从80mm增加到了85.9mm，发动机的排量也因此从原先的1395ml提升到了1498ml。此外，全新的1.5T发动机同样拥有低功率和高功率版本，最大马力分别为131匹和150匹，与现款1.4T保持不变，这就说明这一代发动机升级的目标不是为了提升性能。
既然新的发动机性能没增长，那是为了什么换代呢？
答案只有两个字：法规。为了应对全球范围内越来越严格的排放和油耗法规，大众现有的1.4T发动机已经显露疲态，于是，EA211evo诞生了。
那EA211evo究竟使用了哪些技术来提升发动机的排放和燃油经济性呢？接下来我们就逐一聊聊。
由于性能和经济性的原因，大众针对全新的1.5T发动机推出了高、低功率版本，并且针对这两种功率应用了不同的技术，我们先来说说低功率版1.5T都使用了哪些技术。
众所周知，传统的发动机采用的是奥托循环，也就是发动机内部的压缩比=膨胀比。但是按照热力学的原理，如果发动机内部的膨胀比能够大于它的压缩比，发动机的燃烧效率就会增加，理论上就更省油。
于是大众在低功率的EA211evo上加入了米勒循环，通过低升程进气凸轮轴降低发动机进气门的开启时间，在进气冲程过程中提前关闭进气门，让少量的空气膨胀成更多体积，进而提升了发动机的膨胀比。
简单来说，低功率1.5T发动机的结构压缩比为12.5:1，但是每次进气只吸入10.5份空气就提前关闭了进气门，然后只压缩这10.5份空气。在火花塞点燃以后，这10.5份空气膨胀为12.5份，因此这台发动机的实际压缩比只有10.5，但是膨胀比达到了12.5，热效率也就因此提升了。
当然啦，米勒循环的劣势在于它只能应对低负载工况，不擅长高动力输出，于是这台低功率的1.5T发动机依然保留了传统的奥托循环工况，在发动机高负载时可以通过VVT可变气门正时技术在0.25秒实现进气门开闭时间的调整。因此这台发动机是有两种循环工况的，也就是俗称的“双循环发动机”，这也是老款1.4T发动机所不具备的。同时，得益于双循环技术的加入，这台低功率的1.5T发动机的理论热效率也达到了37.5%以上，与本田1.5T的38%只有一步之遥。
其实双循环技术也不能说多么先进，毕竟早在2011年马自达就在创驰蓝天发动机上搭载了这项技术了，此后丰田的6AR、A25A发动机也使用了这项技术。同时，大众也在EA888 Gen3b上应用过双循环技术，这款发动机搭载于目前在售的大众途观L、斯柯达速派等大众系2.0T低功率版（330TSI）车型上。
至于为什么大众只在低功率版本上使用米勒循环，主要还是因为米勒循环特殊的做功方式与高功率输出相违背，很难满足高功率发动机对于性能的需求。因此高功率的EA211evo发动机依旧保持了10.5:1的压缩比设定，并且采用传统的奥托循环。
除了米勒循环技术外，大众还为低功率的EA211evo配上了VTG可变截面涡轮技术，这项技术主要是为了弥补米勒循环低转速扭矩不足的问题。通过电控系统调整涡轮增压器叶片角度，进而调整了涡轮增压器的管径，从而提升增压器的响应速度，降低涡轮迟滞，达到提升低扭的目的。
按照官方的参数，这台低功率1.5T发动机的涡轮响应速度比老款1.4T发动机提升了35%，并且从1400转开始就能输出200N·m的最大扭矩，完美地补足了米勒循环低扭不足的情况。
至于为什么大众不给1.5T高功率版本使用VTG可变截面涡轮呢？主要是因为这套电控系统最大承受的排气温度仅为880度，由于高功率版本的排气温度高于880度，所以这套VTG可变截面涡轮只能应用在低功率版本上。不过大众目前也在跟博世、马勒、博格华纳等供应商联合研发可以承受更高温度的VTG涡轮，未来也将普及在高功率版本上。
说完低功率版本专属的米勒循环和VTG可变截面涡轮，我们再来聊聊1.5T高功率版本的专属技术。
在低功率版本上，发动机依然使用了传统的铸铁缸套，虽然成本低、维护方便，但是对于发动机的重量和内部摩擦都不具备太多优势。于是大众为高功率版的1.5T发动机应用了全新的APS（atmospheric plasma spray大气等离子喷涂）涂层工艺，在缸孔表面形成一层只有大约0.3mm的铁合金涂层来代替原来的铁缸套。这样可以减轻重量，降低活塞环的摩擦和磨损，同时增加了散热，减少了爆震倾向，提高了对全球不同地区油品的适应性。
其实这是一个非常巧妙的思路，低功率版拥有米勒循环保证油耗，使用VTG保证动力输出，而高功率版则使用APS涂层保证发动机的效率，虽然技术路径不同，但是实现的目标却是相同的，都是在保证性能的同时最大程度降低油耗。至于为什么大众不给低功率版本使用APS技术，主要就是成本问题了，因为米勒循环+VTG已经很贵了！
说完高、低功率版的专属技术，我们再聊聊EA211evo系列相比老款的1.4T还有哪些技术提升，这些技术也都是为了提升效率、降低油耗在做努力。
全新的EA211evo系列引入了目前最新的350bar燃油直喷技术，在一个发动机循环内可以实现连续5次喷油，相比老款1.4T发动机的200bar喷油能够带来更好的雾化效果，让油气和空气混合的更加充分，降低油耗的同时还能减少污染物排放。
支持闭缸技术的发动机其实非常多，目前海外版的1.4T发动机也有这项技术，只是国产版阉割掉了而已。这项技术实现的方式也很好理解，就是在2、3号气缸的进排气凸轮轴上，加入了一组可以滑动的凸轮，在发动机低负载时能够让2、3号气缸的进排气门全部关闭，同时喷油系统和火花塞也不再工作，实现1、4号气缸的双缸模式。
据官方表示，ACT闭缸技术能够为发动机降低0.4L/100km的油耗，并且这项技术在全新的1.5T发动机上是标配，希望未来国产版的发动机不会再阉割这项技术！
相比1.4T发动机纯机械结构的节温器冷却系统，全新的1.5T发动机使用了由ECU电控单元MAP控制的冷却模块，可以通过ECU控制旋转阀的角度来分开控制缸体和缸盖水套的冷却，从而加快暖机，降低油耗和排放。
这样做的好处是在低负荷的时候保持较高的水温，从而减少传热损失，提高热效率。在高负荷时保持相对低一些的水温，抑制爆震，提升性能。
通过以上分析我们可以看出，大众为了应对全球范围内的油耗和排放法规针对EA211evo发动机做了很多改进升级，这波“应试”做的相当到位。
但是大众自己心里也非常清楚，EA211evo终归只是EA211的升级产品，而不是彻底的技术换代，因为我们没在EA211evo上看到刚刚兴起的ISG电机，即使是拥有48V轻混系统的版本也是比较老旧的BSG皮带电机，说明大众对于这台小排量当家花旦还有一定的技术保留。
就像当时奔驰M274到M264的变化一样，EA211evo之于EA211，更像是一次“中期改款”，因此我也更加期待大众未来会推出真正具有技术革命意义的EA311（也许叫这个）发动机。不出意外的话，未来国产的全新一代A3和第8代高尔夫都将搭载这台全新的1.5T发动机，具体的动力以及油耗表现还要等未来的试驾体验了！
你觉得大众的发动机技术先进吗？
经典寿命长好维护的大众1.4TSI发动机，带你一起涨知识
对大众1.4TSI发动机进行了第一部分“黄金分割”后，涡轮增压器、双独立冷却系统及外部进排气管道等“长发”部件的拆解和技术剖析已为大家详细呈现，而在此篇我们将为您揭开这款大众核心动力“短发”部件的“上层”真相，为您详述1.4TSI发动机正时系统及缸盖部分那些不为人知的内部构造及背后的故事。
注释：发动机“短发”部分：组成基础发动机的缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴等核心零部件；发动机“长发”部分：装配在基础发动机上最后形成完整引擎的外挂零部件；
● 1.4TSI发动机正时系统
在1.4TSI发动机“短发”部分的拆解中，对于发动机“正时系统”相关执行部件的“分体”则是首道必行工序，而此道工序为何具备“首要执行”因素？“正时系统”又为何物？在本章进入正式拆解前，让我们率先走进发动机“正时”的原理世界：
何为发动机“正时系统”？
“正时系统”是发动机配气机构的重要组成部分，是保障发动机呼吸顺畅的重要因素之一。其主要通过控制气门开闭的时刻，准确的实现定时开启和关闭相应的进、排气门，使新鲜充量的空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出，保证发动机具有正常、良好的动力输出表现。
正时系统执行元件示意
而就目前大多数发动机的正时系统工作过程而言，其主要由曲轴通过链条或者皮带带动凸轮轴运转，通过凸轮工作面的旋转顶压气门挺杆，进而推动气门向气缸内运动，从而实现气门被打开；在凸轮工作面旋转之后，气门会在气门弹簧的作用下回位，从而气门被关闭。而正是由于正时系统执行部件的运转，与上述发动机“短发”部分自上而下的诸多核心部件都有所关联，因此，在针对核心部件进行拆解前，卸除正时罩壳、正时皮带/链条等“关联”件，则成为首当其冲的必备工序。
（一）1.4TSI发动机正时罩壳：多元集成者
正时罩壳的主要功用，除却承担对于发动机侧部正时系统传动件的保护和密封作用外，集成发动机功能能部件也是其职责所在。
1.4TSI的发动机正时罩壳，则将机油滤清器、油气分离器、加油注口集于一身。
◆你所不知道的1.4TSI：正时罩壳装配一气呵成
正时罩壳与发动机短发部分的连接主要通过其上的21个螺栓来实现，虽然在实际的手动拆解和安装过程中，需要严格按照螺栓结构分类先后及位置排序来执行，并在装配过程中具有“预紧——按照不同螺栓力矩要求上紧——复紧”的多重步骤进行装配，但是，在实际依托生产线的制造过程中，上述负责的多重步骤及装配效果，则仅需一台机器便可瞬间“一气呵成”。
一汽-大众发动机生产线上，正时罩壳的安装“一气呵成”
已于正时罩壳各部位填放好相应规格螺栓的发动机，被准确的定位在工作台上，拥有完整21个螺栓上紧装置的操纵机器，在“工序”指令下达后，准确移动至发动机前，并同时针对21个螺栓实施不同力矩要求的上紧工作，而此举不仅实现了装配的简易，更能够有效消除人工操作较易具有的不当应力，保证发动机的良好装配质量。二）1.4TSI发动机正时系统采用链条和链轮传动：传递可靠、降噪的保证
卸除发动机正时罩壳后，1.4TSI引擎正时系统的执行硬件则完整的展现在我们眼前。双凸轮轴顶置，通过齿形链条和链轮与曲轴连接实现驱动，均延续了大众主流直列四缸引擎的结构方式。而正时链条具有的结构紧凑、传递功率高、可靠性与耐磨性高、终身免维护等显著优点，同样在1.4TSI机身上得以传承。
具有柱塞泵设计原理的正时链条张紧机构
机油泵同样采用链条/链轮驱动
而就如图所示的发动机正时侧结构来看，1.4TSI的曲轴除却具有驱动凸轮轴的功用外，通过链条/链轮连接，驱动机油泵的运转，同样是其功用之一。
◆ 网友关心热点：正时链条传动和皮带传动哪一种噪音更低？
上述正文中我们提及，正时链条具有结构紧凑、传递功率高、可靠性与耐磨性高、终身免维护等显著优点。而结合传统的正时皮带对比而言，其二者在噪音水平上的表现究竟孰优孰劣，则是网友较为关心的话题。而针对这一疑问，在此次拆解过程中，一汽-大众的专家及工程师们也给出了我们肯定的答案：1.4TSI采用了齿形静音链条，在噪音水平上要优于正时皮带。但是，是否所有的正时链条的噪音水平都要优于正时皮带呢？结果并不尽然，因为正时链条类型的差异直接决定着结果的不同。
1.4TSI采用了齿形静音链条
目前，常见的正时链条主要分为套筒滚子链条和齿形链条两种类型。其中，滚子链条受到其先天结构的影响，转动噪音相对正时皮带会更为明显，传动阻力和惯性也会相应较大。而1.4TSI采用的则为后者，也就是我们通常俗称的“静音链条”，由于其采用了齿形结构设计，传动时入齿更柔和，冲击更小，运转也更加平稳，加之其并没有会产生噪音的链条滚子结构，因此，在噪音水平表现上要更优于传统正时皮带。
（三）1.4TSI发动机凸轮轴：可变气门正时的核心执行者
1.4TSI采用了双顶置凸轮轴结构
1、“可变气门正时”的执行者
凸轮轴是发动机配气机构的主要部件，其主要承载着控制气门开启和关闭的功用，而1.4TSI发动机具有的双顶置凸轮轴的功用同样如此。
图示中，下侧为1.4TSI引擎的进气凸轮轴，上侧为排气凸轮轴
进气凸轮轴利用四方凸轮设计驱动高压燃油泵
此外，凸轮轴同样肩负的驱动燃油泵的任务，也在该款引擎上得以体现，位于1.4TSI引擎进气凸轮轴上，鲜明的四方凸轮结构设计，便是用作驱动高压燃油泵之用。（注：高压燃油泵工作原理将在后续“1.4TSI发动机拆解之活塞缸体篇”，针对1.4TSI供油系统的讲解中为您做详细解读）。
◆ 你所不知道的1.4TSI：“大众”也有可变气门正时技术
丰田的VVT-i，本田的i-VTEC，通用的DVVT，无论是何种英文简写，上述代号中均包含了一项共通的技术，这便是“可变气门正时”。而该项技术借由丰田车型上的早期宣传及发扬光大，其也成为目前国内车型宣传必备亮点，以及国人对于车辆是否具有燃油经济性的重要考量指标。但是，对于具有“技术品质领先”口碑的大众而言，我们却很少能够在其产品宣传及介绍中，发现针对此项技术所做的专项说明。而带着诸多网友心中“大众究竟是否拥有可变气门正时技术”的谜团，我们在本次拆解中也为您找到了答案。
技术知识辅读：何为“可变气门正时”？其有何功用？
1.4TSI发动机具有“进气系统”可变气门正时技术：
“大众的TSI系列发动机都应用了VVT可变气门正时技术。”一汽-大众工程师在就正时系统进行讲解之前给出了我们上述肯定的答案。而本次拆解的EA111系列1.4TSI发动机，同样也不例外，不过有别于DVVT进排气系统气门正时双可变，其仅在进气系统上采用了该项技术。
1.4TSI“VVT系统”的核心元件：
1.4TSI可变气门正时系统主要由ECU（电子控制单元）、叶片槽式调节器、凸轮轴调整电磁阀以及传感器等部分组成。
凸轮轴调整电磁阀：
凸轮轴调整电磁阀的主要功用为调节内容机油通道的压力值
凸轮轴位置传感器：
凸轮轴位置传感器负责传输凸轮轴相位信号
叶片槽式调节器：
可变正时系统的核心元件“叶片槽式调节器”位于左侧进气凸轮轴外端
叶片槽式调节器内部机械结构
叶片槽式调节器工作原理示意图
1．4TSI具有的VVT叶片槽式调节器由外壳体、内部叶片转子以及位于叶片转子内部的锁销组成。其中，外壳体与外部的正时齿轮固定，实现曲轴通过链条传动驱动进气凸轮轴的功用；而位于壳体内部的叶片则直接与进气门凸轮轴固定，并与之一同旋转，通过带动凸轮轴与壳体产生相对的转动位移，来实现凸轮轴的进气相位改变；而锁销的主要功用，则用于外壳与叶片的连接，实现进气相位的固定，防止凸轮轴复位。
1.4TSI“VVT系统”如何实现“可变”：
1.4TSI的气门正时可变则由上述核心元件来共同协调执行，其中，ECU储存了最佳气门正时参数值，在发动机运转过程中，ECU通过收集凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等相关元件反馈的信息，并与存储的最佳参数值进行对比，在计算出修正参数后，发出指令到凸轮轴调整电磁阀：
通过双油道机油压力差值驱动叶片，带动凸轮轴旋转改变进气相位，是1.4TSI正时可变核心所在
电磁阀则根据ECU的指令，通过改变机油液压实现对于内部机油槽阀位置的控制，把提前、滞后、保持不变等压力信号指令，转化为输送至叶片槽式调节器中不同油道上的机油压力，通过双油道机油压力差值驱动调节器中的叶片，带动凸轮轴旋转改变进气相位实现气门正时的“提前”或者“滞后”，从而实现气门正时的连续可变。而1.4TSI的正时相位调节范围可达20°凸轮轴角或40°曲轴角，为大众该款核心动力在减少排放和燃油消耗，以及改善动力性能表现上提供了积极的“可变”保障。
2、发动机轻量化的贡献者
1.4TSI引擎采用了一体式凸轮轴室的设计
结构紧凑、安装简便，是轻量化设计的重要一环
而除却在工作原理上具有的显著功用外，在1.4TSI引擎的轻量化设计中，凸轮轴及凸轮轴室的贡献同样突出。前文提及的凸轮轴四方台的设计结构，使得1.4TSI的凸轮轴升程更小，从而减小了凸轮轴和凸轮轴室的直径。加之在凸轮轴室的设计上，相较此前凸轮轴盖与凸轮轴的上下分体式结构，这款EA111系列引擎采用了结构更为紧凑、安装更为简便的一体式凸轮轴室的设计，仅凭结构上的改进便为该款引擎减轻了大约450克的重量，是1.4TSI引擎在轻量化设计中的重要一环。
◆ 你所不知道的1.4TSI：装配式凸轮轴制造工艺
不同于EA113机型的凸轮轴采用了整体式铸造方式以及铸铁材质，1.4TSI引擎无论在凸轮轴的制造工艺以及材料选用上，都具有了显著的改进。
1.4TSI采用了装配式凸轮轴
特点鲜明的装配式制造工艺，将1.4TSI凸轮轴的凸轮与主轴颈实现了分离加工，其中，加工完成的凸轮内壁具有攻丝后的螺纹，而钢管外壁则具有花键预装，装配时，采用“外凸轮加热，内主轴颈冷却”的热套法完成，恢复常温后，依靠匹配的螺纹和花键实现紧固，而工艺方法不仅可以消除装配的过盈应力，同时能够在短暂时间内完成联接，并在轴向尺寸和角度位置方面保持很高的精度。
“空心轴”设计大幅度减轻了凸轮轴的重量
而正是得益于装配式凸轮轴更为简易的制造工艺，在凸轮轴的材质上，1.4TSI也实现了质量更轻的“钢材”选用。而针对1.4TSI采用了强度更高的钢制凸轮轴，大众还做出了“空心轴”的相应改进，大幅度减轻了凸轮轴的重量，减小了其运动惯性，为提升进排气效率奠定了良好的基础。
● 1.4TSI发动机缸盖：进排气系统的终端优化
1.4TSI引擎采用了全铝缸盖设计
位于凸轮轴室下方，并与其通过密封胶紧密相连的，则为1.4TSI引擎采用了全铝材质的缸盖部分。而用以密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室，则是其的主要功用。此外，1.4TSI引擎的进、排气通道，进、排气门，以及火花塞的安装座孔也均在缸盖结构上设定完毕。
◆ 你所不知道的1.4TSI：特殊的进排气门驱动装置“滚子摇臂”
1.4TSI引擎配气机构中的滚子摇臂
相信熟悉捷达的朋友，对于其1.6 RSH发动机一定不会陌生，其中，RSH实为德语Rollen Schlepphebel的缩写，代表的含义正是“滚子摇臂”技术，而这项隶属于气门总成，并用于实现凸轮轴间接驱动进排气门的装置，则同样应用于我们此次拆解的1.4TSI引擎之上，而除却大众以外，该项技术也被其他汽车厂商广泛运用，凭借的便是其颇为先进的技术特点。
1.4TSI发动机气门总成结构图
滚子摇臂由一个具有杠杆作用的钢板型材和一个带有滚珠轴承的凸轮滚柱组成，其一端被固定在液压挺柱之上，一端则定位于气门之上，当凸轮轴通过“滚子”对摇臂施加作用力后，由摇臂完成对进、排气门的驱动。
而由于凸轮轴不再直接顶压气门杆顶端，加之其采用的液压技术，既可消除凸轮与摇臂之间的间隙，又能通过飞溅油液对凸轮与摇臂接触的部位加以润滑，因此一定程度上减少了配气机构的摩擦损失，并使发动机噪声降低，同时减小了运动惯量，使驱动凸轮轴消耗的发动机功率减少，运行更加平稳、经济。
◆ 你所不知道的1.4TSI： 取消进气歧管翻板，进气道也“扰流”
TSI进气歧管翻板背景解读：
针对发动机工况的差异，进气系统的相应变化，对于燃烧室混合气体的形成有着至关重要的作用。而早期的TSI引擎由于均具有分层燃烧技术，因此，根据发动机工况，为了满足“分层充气模式——均质稀混合气模式——均质混合气模式”多种不同燃烧室充气模式，“进气歧管翻板”的加入则应运而生。
进气歧管翻板工作示意图
在发动机处于低速工况，采用分层充气模式下，进气歧管翻板通过“关闭下进气通道，形成较窄的横截面积”，增加气流流速，有效形成强烈的进气涡流，利于“分层”模式下混合气的形成与雾化，可提高燃烧效率，进而增大发动机扭矩输出；而当发动机进入高速工况，采用均质混合气模式时，进气歧管翻板通过“开启下进气通道，形成较宽的横截面积”，增大进气量，使更多的空气参与燃烧，从而提升发动机的输出功率。
1.4TSI取消“进气歧管翻板”，进气道实现“扰流”
不过，随着“分层燃烧”技术逐渐在TSI引擎上的淡出，“均质充气”成为了目前该系列引擎的主流充气模式，而1.4TSI同样由于均质燃烧控制的改进，取消了进气歧管翻板的设计，不过，为了同样能够实现油气的充分混合，保证汽缸内形成很好的涡流，1.4TSI则在进气道上作出了相应的改进。
1.4TSI进气道的角度被调整至更接近水平，同时，在进气道外缘的气门座上，设计了一个倾斜的凸峰，从而保证进气吹过气门顶时，在汽缸内形成特殊的涡流，无论在发动机的任何工况下，都能够实现燃气充分混合的作用。而在1.4TSI发动机中，实现“小截面，流速增”、“大截面，流量增”的进气效果元件，则成为了节流阀体（节气门）的主要角色，通过“源头”的进气效果控制，辅以上述特殊的进气道“扰流”效果，从而完成1.4TSI充分提升燃烧效率的职责。
总结：
如果说第一篇针对涡轮增压及双冷却系统展开的“黄金分割”，让我们深入而透彻的了解了1.4TSI引擎优势彰显的核心技术，那么，本篇针对其正时系统及缸盖部分所进行的“真相挖掘”，则让我们认识到，在1.4TSI看似平凡的两大系统背后，同样有着深厚的技术底蕴以及孜孜进取的品质追求。
