15岁高龄1.4T终退役!大众全新1.5T发动机强在哪?

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1.5TEA211evo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!
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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 。
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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?
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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EA888Gen3b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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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(atmosphericplasmaspray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!
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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 。
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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 。
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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!
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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 。
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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 。
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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 。
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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!
【15岁高龄1.4T终退役!大众全新1.5T发动机强在哪?】你觉得大众的发动机技术先进吗?


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