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大众集团EA211发动机浅析
2020-07-27 06:56:36来源:阅读:-

汽车的工业发展经历了三次大的转折。20世纪初福特制造T型车创造了一种的新的汽车生产工艺——流水线生产,这种生产方式极大程度缩减了汽车生产周期和成本,提高了生产效率。到了20世纪80年代,一个型号的产品生命周期越来越短,大批量的生产方式已不具备竞争力,“汽车平台”的概念产生了。平台是指一款车的头部骨架的基础设计, 也就是前舱壁之前的部分,包括转向机构、前悬挂和前车轴,它们的相对位置关系一经确定,不能再变。而舱壁之后的结构,可因设计而改变,如拉长轴距、展宽轮距、变换后桥悬挂方式等。同平台的车型可以有不同的外观,不同的动力单元,但他们的基础结构要素是相同的。相对简单的流水线生产,平台化生产又进一步节约了汽车生产的成本。为了占领更多的细分市场,就必须开发更多的细分平台,从成本控制的角度来说这无疑是不被允许的。聪明的大众公司又有了新的点子——模块化生产。在模块概念中,只定义动力总成的布局,其他参数和配置可以灵活设计。毫无疑问,这种生产方式已经将降低成本的概念发挥到极致。

今天可不是来说汽车平台的。大家知道一个汽车平台可以支持很多种动力单元,容纳很多种引擎,但这些引擎都会有很多的相似之处。新平台的产生大都会伴随着新的引擎的产生。为了配合MQB模块化平台,大众研发出了EA211引擎。

大众集团EA211发动机浅析

2012年日内瓦车展上,大众就发布了EA211引擎,并将在未来逐步取代如今的EA111引擎。新的EA211阵营由数款三缸和四缸引擎组成,具体的汽油引擎包括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。跟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,两款涡轮增压引擎的具体重量数据是:1.2TSI对应97Kg,1.4TSI则是160Kg。根据大众的说法,减轻的22Kg的重量能够带来20%的燃油经济性的提高。全铝材质的引擎带来燃油经济性的同时也因为刚性降低而造成改装潜力不如铸铁引擎,在不同车主眼里优势也可以是劣势。除此之外,曲轴重量轻了20%,连杆也轻了30%左右,连杆轴颈变成空心,活塞也变成平底,所有这一切措施都是为了减轻引擎的整备重量以达到节能的效果。除了引擎本身,EA211在引擎舱的位置相比前面的引擎也发生了变化。首先EA211变得更紧凑了,安装长度缩短了50mm,这提供了更大的车内空间,另外引擎的安装位置也得到了优化。跟EA111不同的是EA211的排气歧管是朝后安装的,而且引擎的倾斜角度由EA111的10°增加至12°。

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图:EA211的缸体及引擎内部的多个环节都得到了轻量化。

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图:这张图可以明显看出EA211和EA111在安装长度和倾斜角度上的区别来。

燃油经济性的改善仅仅从减轻引擎重量还不足以达到理想的效果,EA211还借助了许多创新新设计。排气歧管模块集成到气缸盖上是EA211相对老款引擎的创新,且涡轮增压器和三元催化剂的位置都集中在此模块中。这样做的好处其一,废气到达涡轮的行程变短,某种程度上来说涡轮迟滞有所减缓;其二,较高的排气温度能够让三元催化更快地进入工作状态,提高了废气催化效率。

图上也可以明显看出,EA211引擎“倒退式”地再次采用了正时皮带取代了EA111的正时链条。其实两者不存在先进与否的关系,也不存在取代和被取代的说法,各有各的优缺点而已。正时链条使用寿命长,故障率低,正时皮带对然寿命不及正时链条,但胜在噪音小,传动阻力小,惯性小,能够较少地损失引擎动力(作为一款“Blue”性质的引擎,这应该是大众在EA211引擎上用回正时皮带主要考虑的,而并非像网友所说的那样大众此举纯粹是为了增加消费者的后期保养费用来盈利)。

关于热管理,EA211配备了先进的双回路冷却系统。简单说就是气缸体分别有各自的冷却回路。由于缸盖和缸体所处环境温度不同,也都有各自的最佳工作温度,因此分别设定两套温度不同的冷却系统,有助于让引擎处于最佳工作状态并提高燃油经济性。

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介绍了一些EA211的基本情况,下面是EA211的重头戏——ACT主动气缸管理系统,即常说的气缸钝化技术(所谓的钝化简单说就是在一定条件下关闭指定气缸使其不工作)。说是重头戏并不是指这项技术,毕竟是十几年前就出现的技术、克莱斯勒、本田,甚至大众自己都早已使用过该技术。比较特别的是,在这之前气缸钝化技术更像是V8、V12这些大排量引擎的专利,这次大众将该技术引入四缸引擎还是头一次。这是基于奥迪AVS气门升程技术改变而来的。所谓的可变气门升程技术,不管你是AVS还是i-VTEC都好,工作原理都大同小异:通过切换两个不同角度的凸轮来改变气门的升程。而ACT主动气缸管理技术你可以简答理解成将两个不同角度的凸轮轴中,其中一个换成没有角度的凸轮轴来实现闭缸的效果。这项技术的引进无疑是在小排量引擎的基础上又一次提高了燃油经济性。根据大众的官方数据显示,EA211引擎的百公里油耗会有0.4升的下降,尾气中二氧化碳的排放量也会有8克每公里的减少。

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图:1.4TSI引擎上,ACT主动气缸管理系统会在1250-4000rpm转速以及2.5-10公斤米的扭矩范围内启动,2、3两缸将关闭运行。而只要驾驶者踩下油门,关闭的气缸会在13-36毫秒内迅速做出反应恢复工作。该系统可以智能检测车辆所处的交通环境以及拥堵情况,智能禁用关闭气缸的功能。驾驶员可从仪表盘的多功能显示器上得知汽车当前是两缸运行还是四缸运行。

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图:虽然Polo BlueGT并不是MQB平台的产物,但是EA211在其身上依然有着很出色的表现。

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