大众新款EA211 1.2T发动机解析

盖世汽车社区2018-09-13 10:26:30

新款EA211发动机依然贯彻大众发动机轻量化、模块化以及平台化的设计思路,便于其适配基于MQB平台打造的多款车型。新款发动机采用进气侧在前、排气侧和涡轮在后的布局形式,与老款发动机并无变化。横向放置的发动机气缸并非垂直于地面而是微微向后倾斜了12°,除了在一定程度上降低车辆重心外,也能够削减发动机的纵向振动。






  

与其他品牌1.2T发动机更多采用三缸结构不同,EA211仍然采用直列四缸的形式,与三缸相比四缸发动机平顺性控制更好。发动机为全铝材质,就连油底壳也全部采用铝合金制造。根据海外信息显示,该机型总重量仅为97公斤,比EA211的1.4T发动机(106公斤)还要轻许多。


● 气缸与曲轴活塞:缸径变小,活塞和曲轴重量比1.4T更轻。

  

缸体是铝合金材质,为了保证燃烧室能够承受极高的温度,气缸内“塞”入了铸铁材质的缸套,这种传统的工艺优点在于技术成熟、可靠性高,但与新型的隔热涂层工艺而言,缸套在散热方面的性能会稍逊一些。






  

1.2T发动机缸径和行程分别为71mm×75.6mm,与1.4T(76.5mm×75.6mm)相比虽然只是缸径变小了,但活塞和连杆组件就完全不同了。1.2T发动机使用的活塞和连杆质量更轻,工程师透露仅活塞和连杆就能实现减重30%。而曲轴呢?曲轴采用的是4配重块的设计,这个设计思路在1.4T发动机的曲轴上同样采用,不过1.2T的曲轴体积更小,相比1.4T而言也能起到减重20%。


● 配备电控涡轮排气门阀和集成式缸盖:体积更小,热管理效果更好。

  

涡轮增压器由博世马勒提供,体积小巧。与传统涡轮不同,新款涡轮首次搭载了电控涡轮泄压阀技术,其优点在于能够更精确地控制涡轮的响应时间。由于采用了集成式缸盖设计,犹如芭蕉一般的排气歧管“消失”了,它集成进了铝制缸盖后整机体积变小了。另外集成式缸盖的另一个优势在于发动机热管理效果更好,发动机水温能更快达到工作温度。




● 机油泵从原先两级可变排量变为无级可变:进一步节省发动机动力损耗。

  

润滑系统中新老款发动机最大的变化在于改进了机油泵结构,从原先的两级可变排量提升到如今的无级调节,可根据发动机实时转速调节供油压力,相比此前只有“供油多一点、供油少一点”两个档位而言,新的设计能够进一步节省发动机动力损耗。





● 高压喷油系统和适用油品:结构与1.4T一样,喷油压力最大为200bar。

  

新款1.2T发动机仅采用了缸内直喷技术,喷油系统的结构与1.4T完全相同。虽然没有像EA888那样配备歧管+缸内直喷那样的混合喷射系统,但这套直喷系统我们可以看到仍然是由高压油泵、油轨以及喷油嘴这几个部分组成的,喷油嘴的喷油压力大约为200bar。





需要注意的是,虽然发动机出厂前会进行一系列测试,且测试下来发现1.2T发动机“喝”92号汽油基本没什么关系,但考虑到不同地区油品质量参差不齐,不一定能满足发动机的需求,所以官方仍然建议所有EA211的用户日常使用时尽可能加注95号及以上型号的汽油。


● 冷却系统:全面采用液冷技术,进气温度控制更稳定,热效率更高。


从老款EA211开始,发动机就进入了全面的“液冷”时代,机油以及进入曲轴的空气均由防冻液提供“降温”服务。你知道常温空气通过涡轮进气侧后的温度有多高吗?刚才提到涡轮废气侧最高温度可达950℃,经过涡轮的加压后,进气侧的温度会由常温瞬间提升到140-150℃。空气温度越高,则体积越大密度越小,为了达到提高空气密度和含氧量的目的,除了撞风之外,利用稳定在85℃的防冻液来降温也是一种很好的方法,而且利用防冻液降温的好处是温度能够控制得更为得心应手,进气温度控制更稳定,热效率更高。







中冷器集成在进气歧管内,通过散热器实现空气和防冻液的热交换,起到降温的作用;机油冷却器位于进气歧管下方,四个孔洞分别为防冻液和机油的出入口,同样通过其中密密麻麻的金属管路实现热交换。


● 集成式缸盖和气门室盖:高度集成化缩小了体积,并使重量更轻。


高度集成化也是EA211的特色之一。缸盖以及气门室盖两个部分均为铝合金材质,其中气门室盖集成了进排气凸轮轴,而缸盖则集成了排气歧管等,这使得发动机体积得以缩小。此外集成式缸盖设计还有利于发动机的热管理,车辆冷启动后水温上升得更快,更早达到最大工作温度。目前集成式缸盖设计有越来越多的厂家开始采用。




● 可变气门正时技术:进排气门均配备正时技术。


可变气门正时技术也是此前就有的功能,通过顶端的两个电磁阀控制进排气侧油道,用来驱动凸轮轴调节器,实现气门更早或更晚地开闭。1.2T进排气门正时调节范围与1.4T基本相同,进排气侧调节范围分别为50°曲轴角和40°曲轴角。至于可变气门升程么……只有更高档的EA888才配备。




● 为何使用正时皮带?静音、成本、免维护三方面都有优势。


正时皮带从此前逐渐被正时链条取代到后来又重回我们视线经历了一段漫长的过程。早年皮带被链条取代是因为皮带具有一定的寿命期限,没过几年总要检查检查有没有老化是否需要更换,相比之下后来推出的链条由于可以做到全生命周期内免维护,所有逐渐流行了起来。




后来随着皮带技术的发展,如今的齿形皮带也能做到免维护的时候,正时链条的一些毛病就凸显出来了,尤其是链条在运转过程中与齿轮直接啮合发出连续、高频的“咔咔咔咔”声更是很难解决的问题,而皮带则能很好地控制静音性。


● 曲轴箱通风和机滤位置:油气分离器直接设置在缸体上,机滤集成在油底壳上。


用于曲轴通风的油气分离器位于进气歧管和机油冷却器的下方,EA211仅采用迷宫式一种分离结构。分离器内部分为粗分离和细分离两个区域。分离后的大小油滴将重新回到油底壳参与下一次的润滑工作,而气体则通过分离器顶部的管路进入进气歧管内,最终进入气缸内燃烧掉。分离器只能尽可能避免机油蒸汽被送入进气歧管内,而无法100%地隔绝掉机油和气体。




● 文章总结:


从结构上看,新款1.2T EA211发动机整体结构与老款1.4T发动机基本相同,直列四缸全铝缸体、集成式缸盖乃至曲轴箱通风的结构都完全相同,似乎并没有什么新意。但是由于排量毕竟小了0.2升,一些零部件也作了适应性改变,体积更小,重量也自然而然降低了。比如缩小版的曲轴和活塞连杆就是其中最典型的代表。此外新款发动机还针对涡轮和机油泵作了相应的改进,通过电信号使得电脑对各部件的调节更精确,随时保证最佳状态,其目的只有一个:降低油耗。(来源:汽车之家 作者朱力神)



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