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1 # 黑魔方
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2 # 老侯解車
大眾集團研發的EA211系列發動機,廣泛的應用在了旗下的A級及以下的轎車上,比如Golf、Sagitar、Lavida、朗行、Bora等,其中尤以1.4TSI發動機最為搶眼,高動力、低油耗、輕量化是其最大的優勢。那麼這臺發動機究竟有哪些特點呢?下面就來給大家說說大眾EA211系列1.4TSI發動機結構特點。
EA211系列發動機是在EA111系列發動機的基礎上透過最佳化和改進而來的,具備以下幾個特點:
1、更高的動力性和更低的油耗:與同排量的EA111發動機相比,發動機的功率和輸出扭矩都有一定的提升,同時油耗降低了7%~10%,能滿足國五排放標準,CO2排放量也減少。
2、輕量化的設計:使用了輕量化設計從而減少了原材料的使用,降低了製造成本,同時使發動機重量減輕了約7%~8%。
3、優化了總佈置:發動機的長寬高尺寸比同排量的EA111發動機都減小,使新車能實現有競爭力的造型。
4、提高了產品通用性:EA211系列的發動機都可運用於大眾的幾款不同車型,具有較好的通用性。
EA211 系列發動機一覽
EA211系列發動機以小排量為主,如上圖所示有多種型號的產品。大眾此前使用的產品有1.4/1.6 MPI發動機,隨著EA211系列1.4TSI發動機的使用,將逐步取代目前正使用的幾款同排量的EA111系列發動機。大眾使用的EA211系列1.4TSI發動機有兩種型號,一種是最大扭矩和最大功率分別是225NM/96KW的CST發動機,另外一種對應的引數分別是250NM/110KW的型號。
CST發動機總體特徵
1、採用鋁合金壓鑄的氣缸體,集成了曲軸箱通風裝置和機油冷卻器,缸體內鑲嵌了鑄鐵的缸套。鋁合金壓鑄的油底殼中間部件集成了壓縮機支點和機油濾清器支架,油底殼下部件為衝壓件,油底殼上部件為塑膠擋油板。
2、缸蓋為4氣門滾珠搖臂式氣門結構,集成了排氣歧管,採用缸蓋橫流冷卻方式,水泵與冷卻水進口均佈置在氣缸上,進氣系統集成了增壓空氣冷卻系統,由電子水泵驅動冷卻液進行冷卻。排氣側佈置在後端。
3、由齒形皮帶帶動曲軸和凸輪軸轉動,進排氣凸輪軸上都裝有VVT進行調節,發動機帶有廢棄渦輪增壓器。
4、曲軸透過鏈條驅動可變排量的機油泵,減少了燃油消耗,主軸承直徑減小,4缸機平衡重減少4個,減輕了重量,鍛造連桿不帶長油孔,**有機油噴嘴冷卻。
5、燃油缸內直噴的供給系統,進氣凸輪軸後端方形凸輪驅動高壓燃油泵。
6、整體式的氣缸蓋罩,凸輪軸的和凸輪與氣缸蓋罩為不可拆卸的一體。
1.4TSI CST發動機的技術引數及外特性曲線圖如下,它的排放可以根據市場的要求達到國四或國五的要求。燃油消耗比CFB發動機約少0.6L/100KM。
EA211發動機在EA111系列發動機的基礎上進行了一系列的技術更新,具有以下結構特點:
一、配氣機構
1、採用整體式缸蓋罩殼:凸輪軸和缸蓋罩殼整合為一體,凸輪和凸輪軸與缸蓋罩殼是在專用裝備夾具上在特定的溫度條件下裝配的,不能拆解。
2、凸輪軸不能從缸蓋罩殼中拆出,凸輪軸前端軸承改為滾珠軸承,減少摩擦減低油耗。
3、曲軸皮帶輪帶扭轉減震器,可以減小扭矩波動造成的衝擊。
4、發動機進排氣凸輪軸都裝有VVT可變氣門正時機構。
5、正時鏈條改為正時皮帶,使用壽命可達30萬公里,噪音低。(首次保養90000公里,之後每30000公里檢查,必要時更換)
6、正時罩蓋由EA111發動機的整體式鋁壓鑄件改為三個零件組成,兩個塑膠件一箇中間罩蓋鋁壓鑄件,減輕了重量。正時皮帶由三個零件組成的正時皮帶進行防塵保護。這樣可以延長正時皮帶的使用壽命。中部蓋(鋁製)為實心設計。它同時可作為發動機支架來使用。如果維修時僅需要拆下正時皮帶,則可將發動機架保留在原位。這樣可以有足夠的空間以張緊正時皮帶。
7、進排氣凸輪軸均裝有VVT,進氣凸輪軸的最大調節角度是超前 28度曲軸角,滯後22度曲軸角,排氣凸輪軸的最大調整角度是超前25度曲軸角,滯後15度曲軸角,另外發動機還裝備有廢氣渦輪增壓器幫助提升進氣量。該渦輪增壓器只保留了N75增壓壓力調節電磁閥,取消了N249內迴圈閥。為了減小進氣波動造成的噪音,在進氣管部分進行了更改,內部添加了降低噪音的結構腔。
二、採用了集成了排氣歧管的缸蓋
排氣歧管整合在缸蓋上,減小尺寸,減輕重量,縮短起燃時間從而有利於排放最佳化。橫流式氣缸蓋可使冷卻液從進氣側透過燃燒室流入排氣側。排氣側分成兩個區域,一個在排氣歧管上面,一個在排氣歧管下面,冷卻液流經多個排氣口並吸收熱量,從氣缸蓋流入節溫器殼體,並與剩餘的冷卻液匯合。
該結構具有以下優勢:
1、透過排出的氣體使冷卻液加熱更快,預熱發動機,使發動機可更快地達到其工作溫度。這可降低耗油量,並且能更迅速地對車廂進行加熱。
2、由於排氣側壁表面擴充套件至催化轉換器的面積減小,因此排氣在預熱階段不能釋放出足夠的熱量,催化轉換器可更快速地升溫至其工作溫度。
3、冷卻水進水口布置在缸蓋上,燃燒室冷卻充分,減小爆震風險,提高了發動機的壓縮比從而提升了燃油使用效率。
4、若系統在全負載狀態下進行工作,冷卻液溫度降繼續降低,從而擴大了發動機在氧感測器空氣係數λ=1時的工作溫度範圍,降低了耗油量和廢氣排放量。
三、曲柄連桿機構的特點
1、缸體上集成了曲軸箱通風的油氣分離裝置
氣體從曲軸箱進入機油分離器。大油滴首先被粗分離器中的隔板和渦流管道分離。然後,微小的油滴透過細分離器中的隔板除去。
2、止回閥根據進氣系統中的壓力控制被分離過的曲軸箱氣體的迴圈。發動機怠速或低速運轉時進氣歧管中為負壓時,真空效應會開啟進氣歧管的閥並關閉渦輪增壓器進氣側的閥。隨著發動機轉速提高,渦輪增壓器工作時進氣歧管內為正壓力,則壓力將關閉進氣歧管內的閥。同時,渦輪增壓器進氣側的閥被預設的壓差開啟。氣體透過渦輪增壓器再進入燃燒室燃燒。
3、單向閥是曲軸箱通風系統的一部分。此閥可使新鮮空氣在發動機內部流動,以將混合氣從發動機和油底殼的內側帶走。如果發動機內側有足夠的負壓,則新鮮空氣從空氣過濾器的情節側流入發動機,隨後透過曲軸箱通風系統與混合氣一起進入氣缸。
4、活性炭罐過濾器系統
ACF基本上與渦輪增壓汽油發動機上採用的常規設計相同。根據發動機轉速的不同,燃油蒸汽以兩個不同的點進入進氣流。活性炭過濾器電磁閥1,N80,開啟通道以流入燃油蒸汽。它是由發動機管理系統ECU進行控制的。
四、進氣系統的特點
進氣系統由帶有諧振腔的進氣管、空氣濾清器、節氣門控制單元、帶增壓空氣冷卻器的進氣歧管及氣缸蓋的進氣口組成。在進氣系統將產生振動並將引起噪音,本發動機在進氣管內設定了諧振腔能有效降低噪音。發動機控制單元透過進氣壓力感測器G71和進氣溫度感測器G42獲取發動機的進氣量。
1、帶整合式中冷器的進氣歧管模組
EA211發動機系列上的中冷器整合在熱壓鑄成的塑膠進氣歧管上。這樣的優點是整個增壓空氣區域相對少的空氣可以相對快速地進行壓縮。結構是壓力快速地生成、發動機的響應效能更好。壓縮空氣自壓縮器透過塑膠進氣管(渦輪增壓器出口管)到進氣歧管模組的距離也很短。
2、V51電子水泵:V51電子水泵冷卻增壓空氣冷卻器和渦輪增壓器,它的工作條件有:
低怠速工況下120s工作10s;發動機輸出扭矩100Nm以上;增壓進氣溫度高於50℃;經過增壓空氣冷卻器前後溫度小於12℃。發動機熄火後,如果水溫高於100℃,電子水泵會繼續工作。電子水泵具備自診斷的功能。發動機管理系統ECU會繼續定期檢查並確認泵執行,每10秒將控制訊號接地0.5秒。如果探測到故障,則詳細資訊會發送至發動機管理ECU。如上圖所示,V51電子水泵有常見故障的程式碼。
五、潤滑系的結構特點
機油泵為可變排量的自調節機油泵低壓1.8bar,高壓3.3bar、新車前1000KM範圍內,機油泵的輸出壓力始終為3.3bar。曲軸透過鏈條驅動的機油泵。
油泵為外齧齒輪泵。此泵的特點是被動齒輪為可軸向移動。根據發動機負載、發動機轉速、機油溫度和其他工作引數,發動機控制單元改變油泵壓力。透過被動齒輪軸向位置的變化,可以控制機油的輸出流量和壓力。減小了驅動機油泵的輸出功率,因此降低了燃油消耗。
機油壓力控制閥N428負責向調節式機油泵的調節提供油壓。它位於氣缸體後部並由發動機管理系統ECU操作。在發動機低轉速範圍內,連線在供電電源(接線端15)的機油壓力調節閥N428透過發動機管理控制單元接地,這將使機油泵切換至低壓力設定。在發動機高轉速範圍或者發動機高負載(全負載-加速)時,機油壓力調節閥N428透過發動機管理控制單元J623與接地斷開。這將使機油泵切換至高油泵壓力設定。
六、冷卻系的結構特點
1、冷卻系統分為增壓空氣冷卻系統(如前面進氣系統所述)和缸體缸蓋的冷卻系統,該部分講述的為缸體缸蓋冷卻系統,兩套冷卻系統透過節流閥和單向閥的控制基本上不互相流通。
2、冷卻水泵由凸輪軸後端透過皮帶驅動,該皮帶也是長壽命型別。
3、水泵與雙節溫器整合在一起,並安裝在缸蓋後端。
4、雙節溫器控制雙迴圈冷卻系統,並保留EA111發動機的缸蓋橫流冷卻的方式。
5、缸體缸蓋冷卻系統為雙迴路冷卻系統,可以使氣缸蓋和氣缸體內的冷卻液達到不同的溫度。氣缸蓋內為冷卻液橫流可達到更均勻的溫度分配。機油冷卻器裝在缸體上,由透過缸體的冷卻液進行冷卻。節溫器殼體和整合式冷卻液泵直接安裝在氣缸蓋上發動機後端。冷卻液泵由流出排氣凸輪軸的齒形皮帶驅動。
6、主冷卻迴圈管路
7、增壓控制冷卻器
七、供油系統的機構特點
CST發動機採用缸內直噴的供油方式,由進氣凸輪軸後端的方形凸輪透過滾柱驅動高壓燃油泵。該高壓燃油泵為BOSCH公司提供,怠速時候的燃油壓力為140bar,最高燃油壓力為200bar。
高壓燃油壓力調節閥N276在通電的時候處於開啟狀態,工作原理與原來EA888 2.0TSI發動機以及EA111 1.4TSI CFB發動機一樣為第三代高壓燃油泵。由於斷電不能對高壓燃油系統進行洩壓,所以要透過引導型功能對發動機進行洩壓。具體步驟如下:
診斷儀進入引導型功能——發動機——釋放高壓燃油的壓力(和Lavida1.4TSI洩壓方法相同)
八、點火系的結構特點
採用細直徑的火花塞並保留了EA111發動機的獨立點火形式,火花塞的中心電極為尖端狀,透過尖端放電,可以確保缸內混合氣被點燃。
九、能識別轉動方向的轉速感測器
發動機轉速感測器G28整合在變速箱密封凸緣上,此感測器會掃描曲軸密封法蘭上的變磁阻轉子環。ECU從這些訊號中探測發動機轉速、發動機轉動方向並且與霍爾感測器G40一起探測相對於凸輪軸的曲軸位置。
該感測器有三個不等距分佈的霍爾效應片,感測器外側的戀歌霍爾效應片同時探測到變磁阻轉子環上的上升邊和下降邊。兩個外側霍爾效應片之間偏離中心的第三個霍爾效應片決定了是否可探測到轉動的方向。如果發動機順時針轉動,首先霍爾效應片1探測到上升邊。片刻之後,霍爾效應片3和2一次探測到上升邊。因為霍爾效應片1和3之間的時間差比霍爾效應片3和2之間的時間差短,ECU可判斷髮動機是順時針轉動。反之可以判斷出發動機熄火的時候出現了逆時針轉動,這樣即可以更準確地判斷出熄火前發動機曲軸的準確位置,使發動機啟動更迅速。
十、發動機管理系統
發動機管理系統BOSCH MED 17.5.25(60針+94針)
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3 # MYDM66
不錯的一款發動機。
不知道這款發動機,現在還存在燒機油的情況麼?
乾式雙離合可靠性怎麼樣?
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4 # 長城汽車金融
謝邀,從造車技術上看,尤其是發動機的迭代歷來是不惜成本,尤其是這款全鋁發動機EA211,EA211發動機是大眾旗下新型汽車發動機。該系列發動機同時也是首款在四缸引擎上採用氣缸關閉系統的發動機,在提升燃油經濟性上有著明顯的優勢,簡單來說,該款發動機提速快,油耗低,相應靈敏!
另外,全新的EA211系列發動機採用了全鋁的材質所打造,首先在重量上要比之前的EA111系列輕了22公斤。同時由於新發動機內部摩擦和消耗的降低,以及更加最佳化的熱量管理系統,使得EA211發動機的燃油消耗還降低了8-10個百分點。透過發動機解剖圖不難看出,EA211發動機恢復了正時皮帶的配置,這一改變主要是為了降低發動機內部的功率消耗和噪音。所以大眾車型基本上定義了EA211和EA888的主流趨勢!
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5 # 銳引擎
不敢說是高人,我來分享一下EA211發動機的資訊,主要介紹EA211目前主力的1.4T和最新版本即將引入國內生產的1.5T Evo。
一、EA211系列發動機的發展歷程
大眾的渦輪增壓小型化發動機最早開始於EA111系列的1.4T發動機,該系列在2004年左右上市,是全球第一款小排量的直噴增壓發動機,開啟了增壓直噴小型化技術的序幕。
EA211系列作為的EA111的換代機型在2011年左右上市,核心機型仍然是1.4T。EA211系列還包括兩個自吸發動機1.6和1.4(目前已經統一成1.5自吸發動機),作為入門級的動力。EA211還有一個1.2T的四缸增壓發動機,實際上是從1.4T上減小缸徑得到的,基本結構和1.4T一致。
在歐洲EA211還有兩個三缸發動機,1.0自吸和1.0T發動機,這兩個三缸產品都未引入國內。
歐洲使用的EA2111 1.0T三缸發動機
下面主要分析一下EA211主力的1.4T和即將引入國內的1.5T Evo發動機。
二、EA211 1.4T主要的技術介紹:
主要技術特徵有以下11點:
1.基於MQB平臺的模組化的設計
大眾在EA211平臺上把之前EA111發動機的前排後進佈局改為前進後排的佈局。,也就是進排氣調換了位置,這主要是考慮了大眾橫置MQB平臺對發動機模組化的需求,把進排氣方向調整成EA888和EA288(歐洲市場的銷售主力2.0T柴油機)一致。發動機的安裝角度和姿態也重新設計以滿足MQB模組化的要求。這樣允許MQB平臺可以根據需求選擇不同的發動機,而整車不需要做大的改變,這樣可以大幅度的節省開發週期和費用。
2.燃燒系統
1.4T採用了高滾流氣道,設計時主要考慮低速效能和油耗。才有了均質燃燒系統保證了排放,並未使用稀燃。
3.燃油噴射系統
噴射系統採用了200bar的側置噴油器高壓噴射系統。側置有利於噴油器的散熱,可以避免噴油器工作中的結焦堵塞。
4.進氣管整合的水冷中冷器
這種設計將中冷器塞到進氣管中,採用單獨的低溫冷卻系統透過水冷的方式冷卻中冷器。這樣可以縮短中冷器管路減少渦輪遲滯,同時中冷器冷卻效率更高。大眾EA111上率先採用了這種整合設計,EA211 1.4T進一步進行了最佳化。目前很多小排量增壓發動機都採用類似的設計。
5.缸蓋整合排氣管
這種設計取消了單獨的排氣管,把排氣管整合到汽缸蓋中。這樣可以利用缸蓋中的水套來冷卻排氣管,從而降低排溫,加快發動機升溫暖機,有利於排放和降低油耗。
6.鋁缸體
EA211全系列採用了鋁缸體設計,缸體重量比EA111的鑄鐵缸體降低了16公斤。
7.帶滾針軸承的裝配式凸輪軸
凸輪軸第一軸承採用滾針軸承降低摩擦,凸輪軸和罩蓋採用一體式設計,在裝配線來組裝凸桃,最大化的減小了凸輪軸徑,降低摩擦。這是大眾的專利技術和工藝,凸輪軸是無法從罩蓋上拆下來的。
8.兩級可變機油泵
早期的EA211 1.4T是固定排量的機油泵,後期開發了兩級調節機油泵,也就是可以切換兩個排量。這樣可以根據發動機的需求在低轉速低負荷時降低機油壓力來減小阻力,降低油耗。
9.雙VVT和長壽命正式皮帶
EA211採用了進排氣雙可變氣門正時系統VVT,同時為了降低噪聲和摩擦把EA111的鏈條傳動改為長壽命的正式皮帶,大眾要求9萬公里檢查,理論上可以一直用到30萬公里,基本和發動機等壽命。
10.雙節溫器
EA211 1.4T發動機的水泵由凸輪軸後端驅動,採用兩個節溫器分別控制缸體缸蓋的溫度,可以加快暖機,提高熱效率。
11.停缸技術ACT
EA211 1.4T後期版本還增加了ACT停缸技術,也就是在低負荷運轉時透過氣門升程控制把2/3缸的進排氣門全部關閉,只用1/4缸工作來驅動車輛。這個技術可以大幅度的改善燃油消耗。但是國內的1.4T發動機未引進此技術。
三、最新的EA211 1.5T EVO版本
EA211 1.4T發動機在2017年EA211又進行了一次比較重大的升級,釋出了了最新的EA211 1.5T EVO版本。這一版本目前計劃在2019年引入國內。EA211 1.5T EVO除了在原來1.4T的基礎上增加了排量以外,還採用了很多新技術。
EA211 1.5T EVO分為高低功率兩個版本,低功率版本採用了米勒迴圈燃燒系統,壓縮比達到12.5。高功率版本繼續使用傳統的奧托迴圈,壓縮比為10.5。下面分為三個部分介紹一下引入的新技術。
(一)EA211 1.5T evo低功率版本上引入的新技術:
1.米勒迴圈
這是大眾未來主推的燃燒系統,可以有效的降低油耗。米勒迴圈就是採用專門設計的低升程進氣凸輪軸和VVT技術配合,使進氣門在進氣衝程中提前關閉,從而實現實際膨脹比大於壓縮比的燃燒過程,這樣可以達到更好的熱效率,更省油。
米勒迴圈由於進氣門早關限制了最大進氣量,發動機效能會受到很大限制,這也是為何低功率版本才能採用米勒迴圈的原因。同時也限制了缸內氣體混合的能力,因此EA211 1.5T evo重新設計了氣門夾角,採用了新的氣道設計來實現更大滾流,以保證米勒迴圈的實現。
EA888 Gen3B低功率版本也使用了類似的米勒迴圈燃燒系統。
2.VTG增壓器
為了彌補米勒迴圈帶來的功率損失,EA211 1.5T evo低功率版本上使用了VTG可變截面渦輪增壓器。可以在不同工況下透過調整渦輪葉片來使渦輪機一直保持高效率提升效能和動態響應,有效的降低油耗。
(二)EA211 1.5T evo高功率版本引入的新技術
1.缸孔APS塗層
這是高功率版本專用的技術。大眾在鋁缸體上採用APS(atmospheric plasma spray大氣等離子噴塗)塗層工藝,在缸孔表面形成一層只有大約0.3mm的鐵合金塗層來代替原來的鐵缸套。這樣可以減輕重量,降低活塞塞環的摩擦和磨損,同時增加了散熱,減少爆震傾向。
2.電控廢氣閥增壓器
高功率版本的增壓器方案和1.4T基本是一致的,普通廢氣閥增壓器,未採用雙流道。
(三)高低功率共用的新技術
1.350bar直噴系統。
相比EA211 1.4T的200bar的燃油噴射系統系統,更高的噴射壓力可以大幅度的降低顆粒物的排放,有利於滿足歐6d排放特別是RDE實際道路駕駛排放的要求。
2.冷卻模組
在原來1.4T雙節溫器的基礎上進一步升級,採用了基於ECU控制的冷卻模組,加快了暖機,同時可以單獨控制缸體和缸蓋的水溫,從而提高熱效率,降低油耗。
3.ACT熄缸技術
這一技術從1.4T上沿用過來。
4.連續可變機油泵
在1.4T兩級可變機油泵的基礎上進行了升級,採用了曲軸前端驅動的連續可變機油泵,可以透過ECU更加靈活的控制機油壓力,降低摩擦。這一技術在目前國內量產的EA211 1.5L自吸發動機上已經提前引入了。
總體來講,EA211 1.5T evo的升級主要目標是適應未來排放法規和油耗法規的要求。和目前的1.4T相比油耗降低還是比較明顯的,根據大眾公佈的歐洲Golf的工況油耗資料對比,油耗降低能夠達到大約15%的水平。
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6 # 會技術的小餅乾
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EA211發動機是大眾2012年在日內瓦釋出的發動機,這款發動機主打輕量化,小排量,省油等特點,主要是使用大眾MQB平臺打造,適用很多大眾的車型。他是大型MQB模組化平臺的核心技術之一,它首次採用了氣缸關閉系統,這個技術主要兼顧動力效能和燃油效率。主要排量有1.6L,1.5L,1.2T,1.4T。在國內,主要應用車型有Polo,Lavida,桑塔納,Golf,Sagitar,Bora等小排量車型上。