根据大众最新公布消息,很快就要将欧洲最新的EA2111.5Tevo发动机引入国内,以替代目前的1.4T发动机。大众的EA2111.4T发动机在国内广泛的匹配大众、斯柯达、奥迪品牌车型,可以说非常成功,那么新来的EA2111.5Tevo发动机有哪些新的技术呢?让我们一起来看一下:一、EA211　1.5T发动机的背景介绍1、EA211的历史2016年大众在欧洲正式推出了EA211平台的升级版本EA2111.5TEvo。这是EA211平台的第二代产品,如果算上之前的EA111平台,这是大众小排量涡轮增压直喷发动机的第三代产品。2、EA211evo缩减发动机品种数量大众考虑到模块化的需要,从EA211evo开始有计划性的逐步减少EA211发动机的品种,从最初的自吸4个,增压3个,共7个品种减少到未来的4个品种。3、满足未来的法规要求EA2111.5Tevo技术升级的主要方向是满足欧洲2020年以后的CO2法规和排放法规。具体说就是进一步的降低油耗以满足欧洲95gCO2排放法规的要求,同时可以满足欧6d排放和RDE实际道路驾驶排放的需求。这个发动机有高低功率两个版本:EA211　1.5T　evo高低功率版本的差异(1)高功率110kw是不带米勒循环和VTG增压器的。采用了普通的废气阀增压器,缸孔采用APS大气等离子喷涂工艺,压缩比10.5。性能和目前国内生产的1.4T一样,没有提升。(2)低功率96kw拥有米勒循环和VGT增压器这两项先进技术,压缩比能够达到12.5。4、考虑和不同的燃料类型和混合动力的需求EA211evo系列发动机开发时充分的考虑了不同燃料类型的需求,同步开发了CNG版本,乙醇汽油版本。同时还考虑和混合动力包括PHEV的需求。EA211　evo系列发动机在开发的过程中考虑了诸多应用因素EA211　1.5T　evo的CNG版本示意图,可以看到CNG喷嘴二、EA2111.5Tevo采用的新技术:1、米勒循环米勒循环低功率版本专用的技术。米勒循环就是采用专门设计的低升程进气凸轮轴和VVT技术配合,使进气过程中进气门早关,从而实现实际膨胀比大于压缩比的燃烧过程,同时也可以降低泵气损失。因此,米勒循环可以达到更高的热效率,更省油。EA2111.5Tevo因此可以使用较高的压缩比,米勒循环版本压缩比达到了12.5。大众的EA888Gen3B也采用了类似的米勒循环技术。米勒循环的另外一个好处是可以降低排温,对满足RDE排放很有利。由于米勒循环压缩冲程比做功冲程小,发动机热效率更高,排气温度大幅度降低。排温降低可以有效的避免汽油机大负荷时的排温保护加浓,从而更容易通过欧洲最新欧6b法规中对RDE实际道路驾驶循环排放的要求。EA211　1.5T　evo发动机采用低升程凸轮轴和VVT技术实现米勒循环EA888Gen3B也采用了米勒循环技术为了更好的实现米勒循环,EA2111.5Tevo重新设计了气门夹角,采用了新的气道设计来实现更大滚流,以保证米勒循环下良好的油气混合。气体流动分析着重优化了早燃和汽油的湿壁效应,这些是增压直喷发动机燃烧系统最关键的开发内容,稍有不慎就会引起超级爆震和机油增多的问题。缸内气体流动分析和优化重新设计的气道和喷油器位置米勒循环的缺点是由于进气门早关限制了最大进气量,发动机性能会受到一定限制。因此需要一些新技术来弥补米勒循环带来的功率损失。2、VTG增压器VTG也是是低功率版本专用的技术。VTG可变截面涡轮增压器可以在不同工况下通过调整涡轮叶片来使涡轮机一直保持高效率(下图可以看到如何调整涡轮叶片角度)。其可以有效的降低油耗,提升增压器动态响应(下图显示增压器响应速度可以提升35%),同时弥补米勒循环带来的功率损失。EA2111.5TSIevo是全球第一个大批量生产的VTG汽油机。VTG增压器来自霍尼韦尔盖瑞特带有电子控制的执行器,这个VTG增压器是从成熟的柴油机的VTG平台开发出来的,因此排温只能耐受到880℃。由于排温的限制,大众EA2111.5TSIevo的VTG版本功率收到了限制,只能达到96kw。反而不带VTG增压器的高功率版本没有这个问题,可以达到110kw。针对这个问题大众也在做进一步的开发,大众目前正在和博世马勒增压器,博格华纳等一起开发耐受排温980℃的VTG增压器,初步测试已经结束,功率可以提升至118kw。据说大众还在开发未来能够耐受1050℃的VTG,这样EA2111.5TSIevo的功率能够达到130kw左右。VTG可变截面涡轮增压器的工作原理VTG可以加快35%的增压器响应速度,有利于降低涡轮迟滞3、ACT熄缸技术这一技术其实在EA2111.4T的国外版本上已经有配备,1.4T发动机在引入国内的时候考虑成本的原因直接给取消了。大众的ACT熄缸技术是在小负荷时关闭2/3两个气缸,只留1/4两个气缸工作,从而实现降油耗的目的。要关闭2/3两个气缸不只是要停止喷油点火,更重要的是要关闭2/3两个气缸的进排气门,从而使两个气缸不会进空气也不会排出空气,从而避免产生泵气损失。在1.5T发动机上ACT熄缸技术变成了标配。ACT可以控制在低负荷停止2-3缸工作,完全关闭2-3缸的进排气门,从而降低油耗。熄缸ACT技术的原理熄缸ACT技术工作是会关闭2/3两个气缸大众的研究结果显示采用熄缸技术可以带来0.4L的油耗降低,应该来说还是非常有吸引力的。熄缸的工作区域主要在低负荷好中低转速区域,对市区日常驾驶油耗是非常有帮助的。4、全新的350bar直喷系统。相比目前EA2111.4T使用的200bar的燃油喷射系统,最新的350bar喷射压力可以在一个循环中实现最多5次喷射,同时结合精确的短时脉冲控制可以极大的提高喷射的精度。从而大幅度的降低颗粒物的排放。可以满足欧6d和国6b排放的要求,特别是RDE实际道路驾驶排放法规的要求。5、水冷中冷器大众在EA2111.4T发动机上已经使用了水冷中冷器的设计,但是,在1.5T的最新版本上水冷中冷器从原来集成在进气管内部调整到进气管前单独放置。大众解释这一设计将会带来中冷器冷却效率的提升,我理解同时也对进气管的材料和制造要求降低了,更有利于成本降低。6、基于MAP控制的连续可变排量机油泵相比目前EA2111.4T采用的两级可变机油泵,新的1.5Tevo采用了基于MAP控制的连续可变排量机油泵。这样可以根据发动机对润滑和机油压力的需求来经过调整机油泵的排量和输出压力,在低转速低负荷采用较低的机油压力达到减小摩擦降低油耗,在高负荷采用高的机油压力保证润滑需要。从而实现减少摩擦阻力,降低油耗的作用。EA211　1.5T　evo使用的连续可变机油泵连续可变机油泵的结构和原理7、冷却模块EA2111.4T目前采用的是双节温器结构,可以分别控制缸体和缸盖的冷却,但其控制过程是通过机械结构的蜡式节温器来实现的。在全新的EA2111.5Tevo采用了基于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。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。在大负荷时保持相对低一些的水温,抑制爆震,提升性能。8、缸孔APS涂层缸孔APS涂层是高功率版本专用的技术。大众在铝缸体上采用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,降低活塞塞环的摩擦和磨损,同时增加了散热,减少爆震倾向,提高了对全球不同地区油品的适应性。APS涂层技术示意三、整车油耗降低的情况我们可以看到EA2111.5Tevo发动机和目前的1.4T发动机相比,在性能上并未提升,主要的目的是降低油耗,那么油耗能降低多少呢?从发动机的万有特性油耗图来比较,EA2111.5Tevo比1.4T在中小负荷的部分区域能够降低最大30%的油耗,在其他区域也能够降低10%~15%的油耗。换算到整车上,从大众在欧洲公布的高尔夫的工况油耗数据对比,EA2111.5Tevo比1.4T油耗降低能够达到最多15%的水平。可以说油耗降低还是非常明显的。总结一下,大众即将在国内引进的EA2111.5Tevo发动机的开发重点在于适应油耗和排放法规的最新要求,提升性能并非主要目标。由于中国即将在2020年开始实施第五阶段油耗法规,随后在2023年开始实施国6b法规中的RDE实际道路驾驶排放法规。因此,大众此时引入EA2111.5Tevo可谓正当其时。