全新1.5 TSI Evo2发动机,大众最后的压舱石?

话说国内的新能源市场,自主品牌靠着自身的积累,慢慢地站稳了脚跟。而国内传统燃油车市场,国内外品牌很多都停止了对燃油车的升级,能有升级的也就是在原有的基础上小修小改。国际上,日本汽车行业甚至在昨天还在发表抵触全面电动化的声明。

曾几何时,大众汽车推出多款深受国内消费者喜爱的经典车型,例如捷达、高尔夫和帕萨特等车型,同时在市场上还流传着“一家三代开大众”的语录,并且大众汽车的巅峰时期销量是全球破千万辆,力压丰田集团一头。在今年上海车展上,大众集团带一百多号人过来车展参观学习,而重点学习对象不是同为海外品牌的丰田、本田、通用等品牌,反倒是参观学习比亚迪、奇瑞、长安、长城等自主品牌。大众汽车此次大动干戈,说明它急了,是真的急了,就犹如热锅上的蚂蚁,不想办法改变,那只能挨竞争对手的“打”。

今天就来聊聊大众EA211 EVO Ⅱ发动机。

其中在国内燃油车市场,南北大众的销量还是非常不错的,市场的保有量也是比较可观的。轿车销量好的有朗逸、宝来等,SUV销量好的有途观等。而大众在国人心目中熟知的发动机里就有EA211,而大众在国内走量的车型里,半数以上搭载的就是EA211的机型。

接下来就一起看看这款发动机,就当闲聊,说到哪就到哪。

首先,大众EA211 EVO Ⅱ发动机的基础排量在之前的1.4L略微提高到了1.5L,同样也是涡轮增压。也有一种可能,大众的开发人员和设计人员发现,1.4T日常用够用了,不用把基础排量提升太多(纯属闲谈)。

要知道,1.4T系列的EA211发动机从2014年初代装车至今,该型发动机的机械稳定性及多种工况适应能力较好。从1.4T到1.6自吸,横跨了多个车型,从EVO I和II的变迁也能发现大众的“小心思”,比如国内阉割了停缸技术就是一个值得争论的事情等。

好了,来看看大众的这款“新”发动机。‘’

EA211 EVO2的技术亮点

总的来说,EA211 EVO2发动机主要的技术亮点主要体现在以下几个方面:

1、改进的米勒循环工况,即深度米勒循环模式

2、等离子涂层缸体技术

3、中置式可变气门正时机构

4、改进的可变截面涡轮增压器

接下来,慢慢分析。

一、改进的深度米勒循环

首先是深度米勒循环。米勒循环和奥托循环其实区别主要在于进气冲程气门的活动上。米勒循环通过提前打开进气门,延后关闭进气门的方式,从而使得气缸里尽可能多进一些空气,再配合特殊设计过的活塞顶部形状和时机恰到好处的喷油,就可以在气缸里实现比较好的稀薄燃烧效果,说人话就是,米勒循环能增加发动机的燃烧效率,降低油耗。

但米勒循环只是一个大概念,如果在具体的气门开闭方式上存在因为转速区间的不同,而在米勒循环和奥托循环之间切换的话,那就不算是“真正的”米勒循环了,所以所谓的深度米勒循环的意思其实就是,这台发动机无论在任何工况下,采用的都是米勒循环。换句话说,这台发动机无论处在什么转速,它都是省油倾向的。

结构优化的可变截面涡轮增压器

可变截面涡轮大家其实不陌生,最早是保时捷在80年代的956 C组赛车上首次搭载的。它在结构上其实和普通的涡轮区别不大,但最大的不同点在于,可变截面涡轮的涡轮叶片的角度是可变的,根据转速不同,涡轮叶片相对于气流方向的攻角会变化,目的是让气流能用尽可能大的能量推动涡轮叶片,进而在给定的转速下为压气机提供更高的转速。或者换句话说,是改善车子在不同转速下的涡轮迟滞,提高动力响应用的。

大众在深度米勒循环发动机上搭配可变截面涡轮其实非常合理。因为米勒循环的先天不足就是低及中转速区间无力,而VTG正好解决的就是中低转速动力的问题。

等离子缸体涂层技术

但大家也许也看出来了,无论是深度米勒循环还是可变截面涡轮,它们都没办法在本质上提高动力。而大众在EA211 EVO2型发动机应用了缸体涂层技术。具体来说,EA211 EVO2型把整个燃烧室+活塞运行的区域全都刷满了涂层,这么一来就能更好地保证发动机在任何工况,特别是长时间高负荷工况下,也能获得稳定的散热表现。

实际上,深度米勒循环在全工况大功率输出状态下,活塞局部积温情况甚至会比奥托循环的机器更严重,这主要是因为米勒循环的活塞通常呈“双U型”,刻意地把火焰引导到活塞顶部两端,根据缸内火焰传播路径的热力学模拟,米勒循环发动机在左右两侧活塞顶部堆积的热能是最高的。因此大众在EA211 EVO2上,在活塞也增加了一个冷却喷头,对于米勒循环发动机缸盖同样会出现积温的现象,大众也在EVO2上做了缸盖冷却流道优化。通过这两个手段,大众在实现了大功率的同时,也消除了可能的高温问题。

中置式可变气门正时机构

EA211 EVO2的另一个亮点,其实还是它那重新设计的可变气门系统上。为什么要重新设计呢?很重要的原因就是要给可变截面涡轮提供帮助。可变截面涡轮这东西吧,虽然效率高,但有个很大的问题:响应速度比传统涡轮慢很多。这是因为VTG涡轮的可变叶片要改变角度只靠两种方式,一是用特种的高温步进电机控制,另一种是被动式控制,就是排气力量推动涡轮叶片改变角度。

很显然,靠排气气流推动叶片改变角度,再实现VTG涡轮该有的“变排量”效果,需要相当长的时间,这就意味着搭载VTG涡轮的车,在突然动力请求状态---也就是你突然一脚油门下去的时候,会出现很大的延迟。直观反映就是突然一脚油门下去,你会感觉车子力量起不来,得过那么几秒钟,动力才突然上来。这很明显不是十分出色的驾驶感受。

所以大众在EA211 EVO2发动机的全新设计的可变气门系统上,就通过一个特殊的机械结构,在遇到这种突然的动力请求时,迅速帮助VTG涡轮进入状态。换句话说,这个系统可以非常大地增加突然来一脚油门这种工况下,车子的动力响应速度,能在技术上让小排量涡轮增压发动机,真正意义上在动力表现上获得和传统大排量自吸机相同的体验。

内部构造图

作为1.4T的继任者,虽然1.5T EA211 Evo的发布时间与1.4T相差6年,但它并没有完全舍弃老1.4T的设计,整体更像是一次针对老1.4T的“传承与改进”。例如1.4T和1.5T的发动机缸径均为74.5mm,新1.5T只是通过将气缸行程从过去的80mm增加到了现在的85.9mm。而这一改动不仅使发动机排量增加了0.1L,而且也让1.5T发动机的缸径行程比扩大到了1.15,而老款1.4T的缸径行程比则只有1.04。

EA211 Evo 1.5TSI

要知道缸径行程比越大,就意味着气缸的行程长度相对缸径长度更大,而在相同的发动机转速以及气缸容积下,气缸的行程越长,活塞的运行速度就会越快,那随着活塞运行速度的提高,气缸内的气流速度自然也会变快。由于新1.5T缸径行程比更大,所以气缸内的空气流速就会变得更高,这样有利于提高气缸内的滚流、增加油气混合物的燃烧速度,从而降低油耗、并降低缸内发生爆震的可能。

除了更大的缸径行程比之外,新的1.5T发动机还重新设计了气门、燃烧室和活塞。通过上图可以看出,全新1.5T的进排气门角度分别为13°和18.54°,更大的进气门倾斜角度,在一定程度上架高了进气道气流的流向,使其以更靠气缸右侧的流向产生了更强烈的滚流,随后强烈的滚流在通过下方带有凹槽的活塞表面时,则会得到一次有效的梳理,使滚流变得持续、稳定,相当于在进气过程中,汽油和空气借助着强烈且稳定的滚流,混合得更加均匀了,在后续的做功冲程中,火焰的扩散速度更快,燃烧更充分。

通过上述缸径行程比和气门角度的提升可以看出,新款1.5T发动机的进气和燃烧设计更为先进,所以虽然这款发动机的排量增加了0.1L,但最终它的油耗表现也要全面优于此前的1.4T。

说到这里,对于大众粉丝而言,这无疑是个利好。但是面对新能源巨大优势的当下,燃油车走下坡路已经是客观现实,并且颓势越来越明显。

2023年一季度,国内市场新能源汽车销量同比增长26.2%,市占率继续提升至26.1%;曾经多年霸榜中国汽车市场的大众品牌,虽然拼尽全力拿下42.7万辆,但依然不及比亚迪的44.07万辆,比亚迪也借此超越大众成为中国首次最畅销的乘用车品牌,成为中国市场全品牌第一。

国内的大众潜在消费者还是以大众的燃油车为主,并且在国内的汽车市场内,大众燃油车的占有比还是在众多品牌里面算是比较高的。

相比于去年同期,影响大众集团在国内新能源市场发展的有几个因素,例如特斯拉和雪铁龙掀起的价格战,比亚迪推出秦PLUS DM-i冠军版车型,实现油电同价,以及国内新能源产品多样化,并且价格便宜,从而进一步蚕食了大众集团在新能源市场的份额。

由于转型电动化缓慢,大众汽车一直处于风口浪尖,很多人认为大众拥有顶尖的造车技术、庞大的人才团队等,转型不应该如此保守,应该激进一点。也正是这个原因,导致大众在全球各大消费市场的地位下降,例如中国汽车市场等,导致了近两年大众股票出现了持续下跌的现象,这让投资者对大众的未来充满了担忧。值得一提的是,在5月10日的大众股东大会上,有人打断了大众董事长汉斯·迪特尔·波茨的演讲,还“不讲武德”直接对波茨扔蛋糕表示自己的不满,还好被波茨轻松躲过。

在上海车展结束的二十几天之后,大众集团动用了雷霆手段,直接对旗下子公司CARIAD动手,解雇了CARIAD的CEO、CTO与CFO,只剩下了人事部门主管Rainer Zugehör。

好了,这次就到这里。我是六六科技人,我们下期见~~

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页面更新:2024-05-20

标签:大众   米勒   发动机   工况   截面   气缸   气门   涡轮   叶片   新能源   转速   活塞   行程   动力   品牌

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