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大眾全新1.5T國產版,竟比海外版更強!

簡介5T EA211 Evo2發動機相比此前海外的高功率EA211 Evo增加了雙迴圈和VTG可變截面渦輪,但和此前的國產1

渦輪遲滯真的會感覺到嗎

說到近20年來具有代表性的小排量渦輪機,大眾的1。4T EA211絕對榜上有名。

這臺發動機釋出於2011年,在全球範圍內擁有無比龐大的裝機量,至今仍然是大眾集團的主力機型

。實際上,大眾並沒有滿足於EA211的成功,在2017年就推出了全新的1。5T EA211 Evo,並且在2022年推出了小升級版本EA211 Evo2,就是為了讓大眾的小排量增壓機可以在市場中保持競爭力。因此,早在2017年大眾於海外發布1。5T EA211 Evo發動機的時候,就有不少車迷希望大眾可以將這臺全新的發動機引入國內,可大眾卻始終沒有任何動作。

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搭載1。5T發動機的中期改款速騰

直到今年6月

期改款

速騰上市,大眾才終於將1。5T EA211 Evo系列引入國產。值得一提的是,這次國產速騰使用的是最新的EA211 Evo2版本,在全球範圍內第一批上市,甚至比大眾在歐洲本土還要早了接近1個月時間。未來,全新的1。5T EA211 Evo2

也會普及在大眾、斯柯達、奧迪等品牌中,成為大眾集團小排量增壓機的中流砥柱。下面,我們就來和大家聊聊這臺大眾全新1。5T到底有什麼技術亮點!(ps:提前做個劇透,這臺1。5T的國產版本,專門為中國市場做了不少調整哦!)

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在講解國產的EA211 Evo2之前,咱們先來簡單瞭解下

它的初代EA211 Evo究竟是個啥東西。從發動機命名不難看出,EA211 Evo其實就是現有EA211系列的進化(Evolution)版本,不過相比EA211系列,EA211 Evo的產品佈局要更加精簡。例如此前的EA211提供了1。0L、1。4L、1。5L、1。6L這4款自然吸氣發動機,以及1。0T、1。2T、1。4T這3款渦輪增壓發動機。而到了EA211 Evo這代,就精簡為1。0L、1。5L自吸,以及1。0T、1。5T增壓這4款產品了。

除了目前已經引入國內的1。5T EA211發動機外,未來

大眾還將引入EA211 Evo系列的自然吸氣發動機,用於替代現在朗逸、寶來等車型使用的1。5L EA211機器。

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作為1。4T的繼任者,

雖然

1。5T EA211 Evo的釋出時間與1。4T相差6年

,但它並

沒有完全捨棄

老1。4T的設計,整體更像是一次針對老1。4T的“傳承與改進”。例如1。4T和1。5T的發動機缸徑均為74。5mm,新1。5T只是透過將氣缸行程從過去的80mm增加到了現在的85。9mm。而這一改動不僅使發動機排量增加了0。1L,而且也讓1。5T發動機的缸徑行程比擴大到了1。15,而老款1。4T的缸徑行程比則只有1。04。

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EA211 Evo 1。5TSI

要知道缸徑行程比越大,就意味著氣缸的行程長度相對缸徑長度更大,而在相同的發動機轉速以及氣缸容積下,氣缸的行程越長,活塞的執行速度就會越快,那隨著活塞執行速度的提高,氣缸內的氣流速度自然也會變快。由於新1。5T缸徑行程比更大,所以氣缸內的空氣流速就會變得更高,這樣有利於提高氣缸內的滾流、增加油氣混合物的燃燒速度,從而降低油耗、並降低缸內發生爆震的可能。

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除了更大的缸徑行程比之外,新的1。5T發動機還重新設計了氣門、燃燒室和活塞。透過上圖可以看出,

全新1。5T的進排氣門角度

分別

為13°和18。54°,

更大的進氣門傾斜角度,在一定程度上架高了進氣道氣流的流向,使其以更靠氣缸右側的流向產生了更強烈的滾流,隨後強烈的滾流在透過下方帶有凹槽的活塞表面時,則會得到一次有效的梳理,使滾流變得持續、穩定,相當於在進氣過程中,汽油和空氣藉助著強烈且穩定的滾流,混合得更加均勻了,在後續的

做功衝程中,火焰的擴散速度更快,燃燒更充分。

透過上述缸徑行程比和氣門角度的提升可以看出,

新款1。5T發動機的進氣和燃燒設計更為先進,所以雖然這款發動機的排量增加了0。1L,但最終它的油耗表現也要全面

優於此前的1。4T。

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事實上,早在2017年的海外版高爾夫7上,大眾就已經用上了這臺1。5T EA211 Evo發動機,並提供了

131馬力、150馬力的

低、高兩種功

率,馬力值

與1。4T發

動機低、高功率版完全相同。

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而速騰搭載的EA211 Evo2發動機則擁有160馬力,不僅比上代1。5T的150馬力多了10匹,同樣比海外市場大眾T-Roc使用的EA211 Evo2多了10馬力。換句話說,國產的1。5T發動機,是全球最早上市、也是目前全球馬力最大的EA211 Evo2。

除了功率的小幅提升外,國產的1。5T EA211 Evo2發動機還在其它技術層面進行了不小的升級,具體咱們往下看!

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VTG可變截面廢氣渦輪

在海外普及的1。5T EA211 Evo一代發動機上,

VTG可變截面渦輪技術只是131馬力低功率版本的專屬。而此次的國產1。5T

EA211 Evo二代發動機上

,則是連高功率版本也用上了VTG。那麼,大眾之前為什麼不給高功率版本配備VTG渦輪呢?

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為了方便大家理解,我們先來簡單瞭解一下

VTG可變截面渦輪。簡單地說,可變截面渦輪就是將渦輪葉片的截面角度改成了可變的設計,如上圖所示,即使在低轉速下,透過渦輪葉片角度的改

,加大葉片與發動機廢氣接觸的面積,保證渦輪增壓器在低轉速時也有出色的動力響應。此前大

量應用此

項技術的品牌是保時捷,因為保時捷作為一個運動品牌,對於發動機的動力響應和效能都有著很高的要求。不過由於渦輪增壓器的安裝位置在發動機排氣端,需要承受超高的廢氣溫度,所以保時捷發動機常用的VTG渦輪,只有在使用

造價高昂的航空航天級耐高溫合金的情況下,才能承受住上千攝氏度的排氣高溫。而如此之高的造價成本,對於主打家用車市場的大眾來說顯然是無法接受的。

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普通廢氣渦輪增壓器

此前海外1。5T

EA211 Evo一代之所以只在

低功率版上使用VTG,是因為低功率發動機的排氣溫度較低

最高溫度

僅有880℃,所以可以選擇成本較低的材料去生產VTG渦輪;而1。5T高功率版本的排氣最高

溫度足足有1050℃,

超過了

低成本材料的耐高溫上限,所以就只好使用不支援可變截面技術的普通渦輪了。

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VTG廢氣渦輪增壓器

而此次引入國產的1。5T EA211 Evo2發動機,不僅馬力比海外版增加了10匹,而且高功率版本也標配了VTG可變截面渦輪,這也就意味著國產版1。5T使用了高成本的耐高溫材料來打造VTG

渦輪,在生產成本上要高出了不少。也正因如此,現階段的1。5T發動機只應用在了速騰等車型銷量極低的高配或頂配車型上,中低配車型依舊使用老的1。4T發動機來平衡成本。

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經常看我們乾貨文章的朋友應該知道,一般

傳統發動機採用的都是奧托迴圈,也就是發動機內部的壓縮比=膨脹比。不過按照熱力學的原理,如果發動機內部的膨脹比能大於壓縮比的話,那發動機的燃燒效率就會增加,理論上就能更省油。

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左:奧托迴圈 / 右:米勒迴圈

為了達到更省油的效果,此前大眾為低功率EA211 Evo發動機加入了米勒迴圈,

透過

增加

升程進氣凸輪軸來降低發動機進氣門開啟時間的同時,疊加

在進氣衝程過程中提前關閉進氣門、將少量空氣膨脹成更大體積的方法,提升了發動機的膨脹比。

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左:奧托迴圈壓縮行程 / 右:米勒壓縮行程

簡單來說,低功率1。5T發動機的結構壓縮比為12。5:1,但由於在米勒迴圈的進氣衝程中,

每次只吸入10。5份空氣就提前關閉了進氣門,且之後只壓縮這10。5份空氣,而在火花塞點燃以後,這10。5份空氣就會膨脹為12。5份,這也就意味著發動機的實際壓縮比只有10。5,但是膨脹比卻達到了12。5,熱效率也就因此提升了。這也是為什麼在同為131馬力的情況下,1。5T

低功率EA211 Evo的油耗,會比此前1。4T

EA211還低10%左右的原因。

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不過,由於米勒迴圈只能應付低負載工況,並不擅長高動力輸出,所以海外版的

低功率EA211 Evo發動機還提供了傳統的

奧托迴圈,透過發動機的VVT可變氣門系統,可以在0。25秒的時間內切換進氣門開閉的時間,進而可以根據不同場景的動力需求在動力輸出更好的奧托迴圈、和效率更高的米勒迴圈之間切換,這也就是所謂的“雙迴圈發動機”。

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但要注意的是,此前雙迴圈技術只是1。5T低功率EA211 Evo發動機的專屬,而1。5T高功率版本為了保證發動機時刻都能達到更好的動力輸出,則

只提供了傳統的奧托迴圈

而此次國產的EA211 Evo2發動機,其高功率版本不僅馬力增加了10匹、達到了160匹,同時還加入了雙迴圈技術,可以在低負載時切換到米勒迴圈提升燃油

經濟性。

此外,國產版發動機的壓縮比從海外版的12。5:1降低至11。5:1,降低壓縮比雖然會犧牲一定的熱效率,但是可以在提升動力的同時,讓發動機運轉更穩定,避免爆震情況的出現。

從結果來看,國產1。5T速騰在比1。4T版多了10馬力的情況下,它的WLTC工況油耗反而降了0。2L

/100km,這其中自然少不了雙迴圈技術帶來的功勞。

至此,我們已經講完了

國產1。5T EA211 Evo2發動機與此前海外初代1。5T

EA211 Evo的區別,不難看出,1。5T高功率發動機由於VTG渦輪以及雙迴圈系統的增加,已經在動力輸出平順性和油耗方面又邁上了一個新的高度。而下面要講解的這些亮點,則是

國產二代EA211 Evo延續自

海外初代的技術亮點,而這些技術也是讓

EA211這臺經典發動機重回當今發動機前列的主要法寶,之前沒了解過的朋友絕對不容錯過!

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鑄鐵缸套

目前越來越多的新發動機都開始使用鋁合金缸體,因為鋁合金比鑄鐵更輕、散熱效能也更好。但是由於鋁合金不耐磨,所以此前的常見做法是在鋁合金缸體內部,再鑲嵌一個鑄鐵缸套,以求在發動機輕量化、耐用性、散熱性之間找到平衡。像是大眾此前的1。4T發動機,就是在鋁合金缸體的基礎上,鑲嵌了鑄鐵缸套。

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全新的1。5T EA211 Evo發動機

,則在其

高功率版本

上取

消了鑄鐵缸套,取而代之的是APS等離子塗層。這個APS其實就是在氣缸壁上噴塗一層由鐵合金組成的塗層,塗層厚度只有0。1mm左右,相比鑄鐵缸套的4-5mm要薄很多,自然就能進一步降低重量。此外,

除了降低重量和厚度,APS塗層還擁有良好的導熱、耐磨、潤滑、防腐蝕性,可以在提升發動機散熱、降低爆震的同時,兼顧出色的耐磨性。

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不僅如此,全新1。5T發動機還在活塞銷等結構表面採用了DLC類金剛石塗層,這個塗層硬度高、耐磨性好、摩擦阻力低,可以降低發動機內部部件的運轉阻力、提升效率,並提升耐用性。

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雖說此前大眾的1。4T發動機也採用了缸內直噴技術,但是噴油壓力只有200bar,而全新的1。5T發動機,則將直噴系統的壓力提升到了目前主流的350bar,可以帶來更好的汽油霧化效果,讓氣缸內的空氣與油氣混合的更均勻,使燃燒更加充分,進而降低油耗和汙染物排放。

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缸內直噴

此外,全新1。5T發動機每個

做功

迴圈

的噴油

次數,也從此前1。4T的3次提升到了5次。要知道,目前主流直噴發動機的噴油步驟都不是

一次性噴完的,這是因為一次性將油噴完,輕則會導致汽油與空氣混合不充分,重則還會導致汽油粘連在氣缸壁上,所

以噴油量和

油次數都是會根據發動機溫度、轉速、氧氣含量等引數進行實時調整的。而全新1。5T將每個做功

迴圈

的噴油次數提升到5次,就可以讓電腦根據實時工況更精準地控制噴油

量,從而達到更好的燃燒效果了。

不僅如此,更多的噴油次數還能為增加點火延遲角提供基礎,

而發動機的

點火延遲角越大,其排放出的尾氣溫度就會越高,在冷啟動時

可以快速促進三元催化升溫

,降低油耗和汙染物排放;

同時還可以透過

少單次燃油的噴射量

,來

避免汽油粘連在氣缸壁上

出現機油乳化的現象

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EA211 Evo冷卻模組

一款發動機的效能好壞,光看馬力、扭矩這些數字是不夠的,散熱才是決定一款發動機能否長久穩定運轉的關鍵。因此就誕生了“水溫”這個概念,透過發動機冷卻液的溫度,來監測

發動機的運轉溫度是否處於合適的範圍區間。如果出現發動機水溫過高的情況,就說明發動機的散熱壓力很大,需要降低負載,避免激烈駕駛;而如果水溫過低,則又會導致發動機的運轉效率降低,出現油耗

升高、

抖動

因此

於2011年釋出

的1。4T EA211就提供了一套在當時看來

非常前衛的雙迴圈冷卻系統,其中發動機本體為一套迴圈,由機械水泵控制

冷卻液;而中冷器和渦輪增壓器為另一套迴圈,並且採用了冷卻效果更好的水冷,而非風

冷,同時還使用了成本更高的電動水泵來負責冷卻液迴圈。

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不僅如此,在發動機本體這套迴圈中,這臺1。4T EA211發動機還提供了在缸蓋迴圈的小迴圈,以及完整流經缸蓋、缸體、散熱器的大迴圈來適配不同的散熱場景需求。

不過由於1。4T EA211

負責大、小迴圈切換以及控制流量大小的裝置用的是

石蠟節溫器,而受限於材料特性,

石蠟的受熱融化和冷卻凝固都是要慢於實際冷卻液溫度變化的,這便會造成車輛的冷卻液迴圈系統無法時刻處於最佳的狀態。像是在上高速後,車輛高速巡航時的發動機負載很低,但外界的空氣流量又很大,最終就會造成冷卻系統過度散熱、發動機熱損失加大的問題,最終導致油耗的升高。

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電控旋轉閥門

而全新的1。5T EA211 Evo發動機,則將

1。4T EA211的石蠟節溫器升級成了可以實時無級調節冷卻液流量的

電控旋轉閥門,有效提升了散熱系統的控制速度和精度,像是遇到上面提到的高速發動機低負載、外界空氣流量極大的過度散熱場景,1。5T EA211 Evo發動機就能利用電控旋轉閥門及時降低冷卻液的迴圈速度,來避免發動機熱能的浪費了。此外,像是在寒冷環境下,由於

1。5T EA211 Evo控制大小迴圈的旋轉閥門為電控,所以在發動機熄火後,還能透過及時關閉大迴圈,將高溫冷卻液鎖死在缸蓋的小迴圈裡,這樣一來,待下次冷啟動的時候,車輛就能更快地進入熱機狀態,實現油耗降低、排放降低、快速出暖風這三重收益了。

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除了冷卻系統外,全新1。5T發動機還針對進氣溫度做了最佳化。前面我們說過,全新1。5T高功率發動機的排氣溫度高達1050℃,比此前1。4T發動機高了100

℃左右,

所以渦輪工作時的溫度更高,經過渦輪加壓後的

新鮮空氣溫度也會因為金屬導熱的緣故明顯變高。

因此,全新1。5T發動機採用了更大的進氣中冷器尺寸,最終將發動機進氣溫度壓

制到了僅比大氣溫度高

15℃的水平,並沒有因為排氣溫度大幅增加,就影響到發動機的進氣溫度。

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雖說目前國產的高功率

1。5T EA211 Evo2發動機相比此前海外的高功率

EA211 Evo增加了雙迴圈和VTG可變截面渦輪,但和此前的國產1。4T EA211一樣,新款的國產1。5T

EA211 Evo2發動機相比海外版同樣“閹割”了ACT閉缸技術。在海外版本上,標配ACT閉缸技術的1。5T發動機,當轉速在

1300-3200rpm之間,並且車輛處於動力請求不大的中、低巡航狀態時,

ACT將會關閉二、三號氣缸的進排氣凸輪,同時關閉二三缸的噴油系統,讓發動機僅透過一、四缸執行。

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雖說這個出於成本考量“閹割”ACT閉缸技術的行為可能會遭到一些朋友的吐糟,不過平心而論,作為一臺排量只有1。5L的四缸機,其閉缸功能的使用頻率以及油耗收益是遠不如那些大排量六缸、八缸發動機的,並且閉缸變成2缸後,發動機的噪音和抖動也會有一定的增加。所以考慮到這款標配了雙迴圈、VTG渦輪、350bar直噴、APS塗層的

全新1。5T發動機的硬體成本已經很高了,疊加ACT閉缸技術的收益很小,也就不難理解國產版本為啥會“閹割”這項功能了。

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20年的時間,讓當初以技術佼佼者形象亮相的1。4T EA211發動機逐漸在國際大舞臺上從第一排的C位退到了暗淡無光的角落。作為20年前小排量渦輪機的排頭兵,大眾由於在最近5年將重心放在了決定未來命運的新能源車之上,所以相比其它品牌在發動機領域的佳作頻出,大眾就要顯得低調許多了。

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如今,國產1。5T EA211 Evo2已經搭載在了速騰、寶來、朗逸、探歌、途觀L、探嶽等車型上,並且就連奧迪Q3、Q3 Sportback也換上了1。5T發動機。雖說全新1。5T的動力引數並沒有什麼亮點,但它的種種技術升級都瞄準了更高的效率、更低的油耗、以及更環保的排放之上,這也是當今燃油機的發展趨勢。未來10年,這臺發動機也將成為大眾、奧迪、斯柯達旗下小排量渦輪機的中流砥柱,至於它能否贏得消費者的口碑,就留給市場去檢驗吧!

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