[汽車之家 發(fā)動機(jī)解析] 大眾品牌四缸發(fā)動機(jī)系列中有兩員大將或許大家已經(jīng)耳熟能詳了,主攻1.8升和2.0升兩個排量級的是EA888渦輪增壓發(fā)動機(jī),而排量更小的EA211產(chǎn)品除目前最流行的1.4升外,它還衍生出1.2升以及1.5升兩個排量的渦輪增壓發(fā)動機(jī)和1.0升、1.6升的自吸發(fā)動機(jī)。其中1.5T版本的EA211在2016年首次發(fā)布于維也納車展,未來它將取代1.4T成為大眾旗下一款全新的主力機(jī)型。而我們今天介紹的1.2T版本對我們而言并不算陌生,因?yàn)橹八谠S多大眾車型上就已經(jīng)有所配備。
但隨著大眾、斯柯達(dá)品牌旗下越來越多換代車型基于全新的MQB平臺打造,這款“有些年頭”的EA211也要適時做些改變來應(yīng)對越來越嚴(yán)格的油耗要求,于是我們今天來到了上汽大眾發(fā)動機(jī)測試中心,來看一看這有所改進(jìn)的“新款”的發(fā)動機(jī)究竟有什么值得我們來一探究竟的。
● 1.2T這一排量級未來會成為主流嗎?我覺得很有可能。
文章開頭我們就提到EA211系列有1.2升、1.4升以及1.5升三個排量等級,乍一看這個小家庭成員真不少,不過您也許有所不知,去年才推出的1.5T產(chǎn)品(大眾EA211 1.5L TSI Evo直列四缸渦輪增壓發(fā)動機(jī))實(shí)則是目前1.4T的替代產(chǎn)品,這款全新機(jī)型可謂是大眾品牌一顆冉冉升起的“明星”產(chǎn)品,它搭載了眾多在業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的渦輪增壓汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)配置,包括12.5:1的高壓縮比(1.4T為10.0:1,1.2T為10.5:1)、可變幾何截面渦輪、噴射壓力達(dá)350bar的燃油噴嘴、米勒循環(huán)等。更多它的內(nèi)容可點(diǎn)擊此處了解詳情,這里就不再多言了。
那么1.2T呢?其實(shí)這個排量級別的渦輪增壓發(fā)動機(jī)很早以前就出現(xiàn)了。早在EA111時代,大眾就在海外市場推出過1.2升三缸機(jī)型,進(jìn)入EA211時代后也一直有1.2T機(jī)型存在,不過相比1.6L和1.4TSI這些主流動力系統(tǒng)來說,1.2T似乎并未受到太多重視。
不過隨著油耗標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格,主機(jī)廠們也在絞盡腦汁不斷嘗試將傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的潛能推向極限。除了混合動力等新技術(shù)加持外,縮小排量則是一種較容易實(shí)現(xiàn)降低油耗的方式之一。其實(shí)放眼其他品牌,國內(nèi)1.2T車型已經(jīng)越來越多了。除大眾之外,DS 4S、標(biāo)致2008、卡羅拉和雷凌等也相繼推出了1.2T車型,未來在1.2T這個排量級上的競爭一定會日趨激烈。
● 哪款車將首先搭載新款EA211(1.2T)發(fā)動機(jī)?明銳旅行車或?qū)⑹紫却钶d。
在我回答這個問題前讓我們先來看看老款EA211發(fā)動機(jī)現(xiàn)有哪些車型搭載了,一汽-大眾旗下目前高爾夫、高爾夫·嘉旅、速騰,上汽大眾的朗行和朗逸共五款車搭載1.2T發(fā)動機(jī),尾標(biāo)均為180TSI。至于新款機(jī)型,上汽大眾表示目前首先搭載的車型為明銳旅行車,新車預(yù)計(jì)將在8月中旬正式上市,其中1.2T車型的尾標(biāo)為TSI230,之后大眾和斯柯達(dá)品牌會有越來越多的車型搭載新款發(fā)動機(jī)。
● 新老兩款發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)上有何區(qū)別?動力稍有提升,仍搭配7DSG變速箱。
數(shù)字從180升級到230,這個提示應(yīng)該夠明顯了吧?新款發(fā)動機(jī)在動力表現(xiàn)上將會有小幅提升,原先1.2T(180TSI)發(fā)動機(jī)的最大功率和峰值扭矩分別為110馬力(81千瓦)和200牛·米,工程師表示新款發(fā)動機(jī)預(yù)計(jì)會將最大功率增加到85千瓦(約116馬力),峰值扭矩則暫未透露。與新款發(fā)動機(jī)搭配的仍然是代號為DQ200的7速干式雙離合變速箱。
● 新款發(fā)動機(jī)簡介:延續(xù)EA211的布置方式,橫置直列四缸布局,全鋁材質(zhì)。
新款EA211發(fā)動機(jī)依然貫徹大眾發(fā)動機(jī)輕量化、模塊化以及平臺化的設(shè)計(jì)思路,便于其適配基于MQB平臺打造的多款車型。新款發(fā)動機(jī)采用進(jìn)氣側(cè)在前、排氣側(cè)和渦輪在后的布局形式,與老款發(fā)動機(jī)并無變化。橫向放置的發(fā)動機(jī)氣缸并非垂直于地面而是微微向后傾斜了12°,除了在一定程度上降低車輛重心外,也能夠削減發(fā)動機(jī)的縱向振動。
與其他品牌1.2T發(fā)動機(jī)更多采用三缸結(jié)構(gòu)不同,EA211仍然采用直列四缸的形式,與三缸相比四缸發(fā)動機(jī)平順性控制更好。發(fā)動機(jī)為全鋁材質(zhì),就連油底殼也全部采用鋁合金制造。根據(jù)海外信息顯示,該機(jī)型總重量僅為97公斤,比EA211的1.4T發(fā)動機(jī)(106公斤)還要輕許多。
● 氣缸與曲軸活塞:缸徑變小,活塞和曲軸重量比1.4T更輕。
缸體是鋁合金材質(zhì),為了保證燃燒室能夠承受極高的溫度,氣缸內(nèi)“塞”入了鑄鐵材質(zhì)的缸套,這種傳統(tǒng)的工藝優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)成熟、可靠性高,但與新型的隔熱涂層工藝而言,缸套在散熱方面的性能會稍遜一些。
1.2T發(fā)動機(jī)缸徑和行程分別為71mm×75.6mm,與1.4T(76.5mm×75.6mm)相比雖然只是缸徑變小了,但活塞和連桿組件就完全不同了。1.2T發(fā)動機(jī)使用的活塞和連桿質(zhì)量更輕,工程師透露僅活塞和連桿就能實(shí)現(xiàn)減重30%。而曲軸呢?曲軸采用的是4配重塊的設(shè)計(jì),這個設(shè)計(jì)思路在1.4T發(fā)動機(jī)的曲軸上同樣采用,不過1.2T的曲軸體積更小,相比1.4T而言也能起到減重20%。
● 配備電控渦輪排氣門閥和集成式缸蓋:體積更小,熱管理效果更好。
渦輪增壓器由博世馬勒提供,體積小巧。與傳統(tǒng)渦輪不同,新款渦輪首次搭載了電控渦輪泄壓閥技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)在于能夠更精確地控制渦輪的響應(yīng)時間。由于采用了集成式缸蓋設(shè)計(jì),猶如芭蕉一般的排氣歧管“消失”了,它集成進(jìn)了鋁制缸蓋后整機(jī)體積變小了。另外集成式缸蓋的另一個優(yōu)勢在于發(fā)動機(jī)熱管理效果更好,發(fā)動機(jī)水溫能更快達(dá)到工作溫度。
● 機(jī)油泵從原先兩級可變排量變?yōu)闊o級可變:進(jìn)一步節(jié)省發(fā)動機(jī)動力損耗。
潤滑系統(tǒng)中新老款發(fā)動機(jī)最大的變化在于改進(jìn)了機(jī)油泵結(jié)構(gòu),從原先的兩級可變排量提升到如今的無級調(diào)節(jié),可根據(jù)發(fā)動機(jī)實(shí)時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)供油壓力,相比此前只有“供油多一點(diǎn)、供油少一點(diǎn)”兩個檔位而言,新的設(shè)計(jì)能夠進(jìn)一步節(jié)省發(fā)動機(jī)動力損耗。
● 高壓噴油系統(tǒng)和適用油品:結(jié)構(gòu)與1.4T一樣,噴油壓力最大為200bar。
新款1.2T發(fā)動機(jī)僅采用了缸內(nèi)直噴技術(shù),噴油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與1.4T完全相同。雖然沒有像EA888那樣配備歧管+缸內(nèi)直噴那樣的混合噴射系統(tǒng),但這套直噴系統(tǒng)我們可以看到仍然是由高壓油泵、油軌以及噴油嘴這幾個部分組成的,噴油嘴的噴油壓力大約為200bar。
需要注意的是,雖然發(fā)動機(jī)出廠前會進(jìn)行一系列測試,且測試下來發(fā)現(xiàn)1.2T發(fā)動機(jī)“喝”92號汽油基本沒什么關(guān)系,但考慮到不同地區(qū)油品質(zhì)量參差不齊,不一定能滿足發(fā)動機(jī)的需求,所以官方仍然建議所有EA211的用戶日常使用時盡可能加注95號及以上型號的汽油。
● 冷卻系統(tǒng):全面采用液冷技術(shù),進(jìn)氣溫度控制更穩(wěn)定,熱效率更高。
從老款EA211開始,發(fā)動機(jī)就進(jìn)入了全面的“液冷”時代,機(jī)油以及進(jìn)入曲軸的空氣均由防凍液提供“降溫”服務(wù)。你知道常溫空氣通過渦輪進(jìn)氣側(cè)后的溫度有多高嗎?剛才提到渦輪廢氣側(cè)最高溫度可達(dá)950℃,經(jīng)過渦輪的加壓后,進(jìn)氣側(cè)的溫度會由常溫瞬間提升到140-150℃?諝鉁囟仍礁,則體積越大密度越小,為了達(dá)到提高空氣密度和含氧量的目的,除了撞風(fēng)之外,利用穩(wěn)定在85℃的防凍液來降溫也是一種很好的方法,而且利用防凍液降溫的好處是溫度能夠控制得更為得心應(yīng)手,進(jìn)氣溫度控制更穩(wěn)定,熱效率更高。
中冷器集成在進(jìn)氣歧管內(nèi),通過散熱器實(shí)現(xiàn)空氣和防凍液的熱交換,起到降溫的作用;機(jī)油冷卻器位于進(jìn)氣歧管下方,四個孔洞分別為防凍液和機(jī)油的出入口,同樣通過其中密密麻麻的金屬管路實(shí)現(xiàn)熱交換。
● 集成式缸蓋和氣門室蓋:高度集成化縮小了體積,并使重量更輕。
高度集成化也是EA211的特色之一。缸蓋以及氣門室蓋兩個部分均為鋁合金材質(zhì),其中氣門室蓋集成了進(jìn)排氣凸輪軸,而缸蓋則集成了排氣歧管等,這使得發(fā)動機(jī)體積得以縮小。此外集成式缸蓋設(shè)計(jì)還有利于發(fā)動機(jī)的熱管理,車輛冷啟動后水溫上升得更快,更早達(dá)到最大工作溫度。目前集成式缸蓋設(shè)計(jì)有越來越多的廠家開始采用。
● 可變氣門正時技術(shù):進(jìn)排氣門均配備正時技術(shù)。
可變氣門正時技術(shù)也是此前就有的功能,通過頂端的兩個電磁閥控制進(jìn)排氣側(cè)油道,用來驅(qū)動凸輪軸調(diào)節(jié)器,實(shí)現(xiàn)氣門更早或更晚地開閉。1.2T進(jìn)排氣門正時調(diào)節(jié)范圍與1.4T基本相同,進(jìn)排氣側(cè)調(diào)節(jié)范圍分別為50°曲軸角和40°曲軸角。至于可變氣門升程么……只有更高檔的EA888才配備。
● 為何使用正時皮帶?靜音、成本、免維護(hù)三方面都有優(yōu)勢。
正時皮帶從此前逐漸被正時鏈條取代到后來又重回我們視線經(jīng)歷了一段漫長的過程。早年皮帶被鏈條取代是因?yàn)槠Ь哂幸欢ǖ膲勖谙,沒過幾年總要檢查檢查有沒有老化是否需要更換,相比之下后來推出的鏈條由于可以做到全生命周期內(nèi)免維護(hù),所有逐漸流行了起來。
后來隨著皮帶技術(shù)的發(fā)展,如今的齒形皮帶也能做到免維護(hù)的時候,正時鏈條的一些毛病就凸顯出來了,尤其是鏈條在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中與齒輪直接嚙合發(fā)出連續(xù)、高頻的“咔咔咔咔”聲更是很難解決的問題,而皮帶則能很好地控制靜音性。
● 曲軸箱通風(fēng)和機(jī)濾位置:油氣分離器直接設(shè)置在缸體上,機(jī)濾集成在油底殼上。
用于曲軸通風(fēng)的油氣分離器位于進(jìn)氣歧管和機(jī)油冷卻器的下方,EA211僅采用迷宮式一種分離結(jié)構(gòu)。分離器內(nèi)部分為粗分離和細(xì)分離兩個區(qū)域。分離后的大小油滴將重新回到油底殼參與下一次的潤滑工作,而氣體則通過分離器頂部的管路進(jìn)入進(jìn)氣歧管內(nèi),最終進(jìn)入氣缸內(nèi)燃燒掉。分離器只能盡可能避免機(jī)油蒸汽被送入進(jìn)氣歧管內(nèi),而無法100%地隔絕掉機(jī)油和氣體。
● 文章總結(jié):
從結(jié)構(gòu)上看,新款1.2T EA211發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)與老款1.4T發(fā)動機(jī)基本相同,直列四缸全鋁缸體、集成式缸蓋乃至曲軸箱通風(fēng)的結(jié)構(gòu)都完全相同,似乎并沒有什么新意。但是由于排量畢竟小了0.2升,一些零部件也作了適應(yīng)性改變,體積更小,重量也自然而然降低了。比如縮小版的曲軸和活塞連桿就是其中最典型的代表。此外新款發(fā)動機(jī)還針對渦輪和機(jī)油泵作了相應(yīng)的改進(jìn),通過電信號使得電腦對各部件的調(diào)節(jié)更精確,隨時保證最佳狀態(tài),其目的只有一個:降低油耗。
斯柯達(dá)明銳旅行車有望成為首款搭載新1.2T發(fā)動機(jī)的車型,預(yù)計(jì)將于今年的8月22日正式上市。根據(jù)此前公布的新聞消息,1.2T(TSI230)車型的售價區(qū)間或在13-19萬元之間,價格上很有誠意。1.2T發(fā)動機(jī)憑借小排量和多項(xiàng)改進(jìn)技術(shù)的加持,對于自身的油耗表現(xiàn)充滿信心,但具體表現(xiàn)仍需通過實(shí)際的測試才能知曉。(文/圖/攝 汽車之家 朱力神)
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