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大衆/奧迪旗下的EA888大名鼎鼎,名聲在外,旗下近乎所有中高級車型中,都搭載了這款發動機,可以說,是全球量産最多的發動機之一。其實在中國,真正走量的是大衆的另一款發動機,EA211。這款發動機更接地氣,更能代表大衆品牌的内核。這款發動機在汽車圈内無人不知,無人不曉,也被稱之為“一代神機”,該發動機覆蓋車型廣泛,從10萬級别的寶來、朗逸,到20多萬的邁騰途觀L等,甚至斯柯達和奧迪都被廣泛使用。
圖 途觀L最低配搭載EA211 1.4T發動機
這款發動機也有着悠久的曆史,面對如今日系、自主的衆多小排量渦輪,它有哪些技術亮點呢?不同版本有沒有什麼區别?1.4T、1.6L、和未來的1.5T技術有多大差距?EA211搭載的GPF有沒有問題?未來換代是否有消息?對于這些消費者關心的問題,本文就帶你扒一扒,大衆EA211的一些門道。
PS:區别于大名鼎鼎的EA888,EA211網絡上技術信息較少。作為行業從業者,本人收集了SAE論文、MTZ、EA211自學手冊、大衆官方宣傳材料,結合了自己的理解,對消費者最關心的問題進行解答,因為沒有任何從官方輸入的信息,無法保證100%正确,請多包含。
1 EA211 适用車型目前EA211是大衆奧迪集團使用最廣泛的發動機之一,且區别與其他品牌給某一款發動機定義,大衆EA211是一個平台系列,涵蓋了不同排量,不同進氣方式,不同功率扭矩的幾款發動機。随着排放法規和油耗積分,EA211也不斷升級,噴射系統、渦輪、排量都有優化,我對EA211進行了整理,目前EA211搭載車型主要集中于大衆的主力車型和部分入門級奧迪,也搭載斯柯達的主力車型。目前國内在售的都為國6b版本,PN排放為6*10的11次方,沒有考慮RDE排放,主要型号為DLS(1.2T)、DJS(1.4T)、DLF(老款1.5L)、DMB(新款1.5L),其詳細信息如下。
圖 各個版本信息彙總(在售國6b型号)
圖 搭載1.4T的邁騰是銷量的主力軍
圖 搭載1.4T的帕薩特是銷量的主力軍
2 市售EA211的版本區别目前市售的EA211都已經更新到國6b的版本,也有部分老款19款在售車型PN排放是6*10的12次方。在中國主要分為三款機型,即1.2T、1.4T和1.5L。海外版本還有1.0L三缸發動機,1.6L 4缸自然吸氣發動機,國内在售的1.5L可以看作上一代1.6L的升級版本。
圖 EA211的發動機主要型号
目前國内主要車型的版本如下圖所示:
圖 代表車型:搭載EA211的大衆速騰
3 1.2T、1.4T、1.5L孰優孰劣?3.1 性能差異?
目前網上關于性能的特性曲線圖都比較老舊,找不到國6b版本的特性圖,我根據以前國5版本的特性圖加上自己的對功率扭矩的換算,拟合成下圖所示的三款動力水平的性能數據。
目前四款EA211中,性能是有明顯差異的:1.4T(DJS)>1.2T(DLS)>1.5L(DLF、DMB)。從功率上看1.2T(DLS)和1.5L(DLF、DMB)差不多,但是考慮到扭矩平台,1.2T的加速性能明顯好于1.5L,兩款1.5L屬于新舊款調教,因此性能維度幾乎沒有差異。
從下圖的代表車型也可以看出,1.5L的車型百公裡加速13s以上,一方面發動機功率一般,高扭矩平台較短,一方面受制于6AT的換擋速度拖累,加速性一般。
而1.2T的版本雖然功率和1.5L接近,但是得益于扭矩平台較寬,且7DCT雙離合變速箱對百公裡加速性能有加成,因此其加速做到了10s的水平。而1.4T版本無論功率扭矩還是變速箱對性能都有優勢,因此百公裡加速做到了8s,8s的水平在買菜車中已經算是性能車了,國6b版本的思域也就這個加速水平。
圖 大衆寶來,搭載了EA211 1.2T、1.4T、1.5L發動機
3.2 熱效率有多少?
EA211系列發動機并不是新一代的發動機,且德系比較關注傳動效率和綜合熱效率,對發動機單體極限熱效率做的并沒有那麼優秀,目前網絡沒有關于EA211熱效率的真實信息。從EA211的發動機參數分析,其1.4T壓縮比在10:1,行程缸徑比0.93;1.5L壓縮比在11:1,行程缸徑比1.15,壓縮比并不高,且行程缸徑比也沒有做到極緻,因此其先天性不利于熱效率。
在MTZ論文集中,有關于EA211 EVO的介紹提到了EA211 EVO的1.5T相比于1.4T的92kW版本,主要工況的熱效率有5%到10%的提高,低負荷和高負荷有15%-30%的提高,而EA211 EVO的最高熱效率在37.5%左右,因此經過換算,EA211 1.4T熱效率35%左右,而EA211 1.6L的熱效率有可能更高一點,36%左右。這個參數放到現在不是優秀水平。
圖 EA211 EVO96kW和EA211 1.4T 92kW功率等級相比
3.3 油耗表現如何?
從工信部油耗表現來看,雖然1.5L(DLF、DMB)熱效率會高一點,但是油耗表現并沒有達到預期,而1.4T(DJS)油耗表現和1.5L(DLF、DMB)接近,1.2T的油耗表現最好。根據某第三方軟件來看,1.5L的實際油耗也不出彩,而1.4T的油耗在同等性能發動機中處于比較優秀的水平。至于1.2T的版本,相比于性能弱化的幅度,其真實油耗表現并沒有提高。
圖 EA211最便宜的車型之一,大衆朗逸
3.4 技術區别
從技術角度,1.2T和1.4T使用的類似,而1.6L的少了渦輪,噴射系統較為傳統。
目前1.2T和1.4T在缸徑上有區别,同步的活塞連杆組件體積和質量更小。1.2T發動機缸徑和行程分别為71mm×75.6mm,小于1.4T(76.5mm×75.6mm),因此活塞和連杆組件就完全不同了。1.2T發動機使用的活塞和連杆質量更輕,僅活塞和連杆就能實現減重30%,曲軸采用的是4配重塊的設計,這個設計思路在1.4T發動機的曲軸上同樣采用,不過1.2T的曲軸體積更小,相比1.4T而言也能起到減重20%。
渦輪增壓器由博世馬勒提供,體積小巧。與傳統渦輪不同,新款渦輪首次搭載了電控渦輪洩壓閥技術,其優點在于能夠更精确地控制渦輪的響應時間。
EA211都采用了缸蓋集成排氣歧管設計,集成了鋁制缸蓋後整機體積變小了。另外集成式缸蓋的另一個優勢在于發動機熱管理效果更好,發動機水溫能更快達到工作溫度。
此外采用了20MPa的直噴系統,目前屬于主流技術。而1.5L為老款1.6L的升級,通過調整氣缸的缸徑和活塞行程(缸徑-2mm,行程-1mm),使發動機排量從1.598L減至1.498L,并應用上目前1.4T的主流技術,比如增加了排氣VVT,通過調節節氣門開閉時間優化燃燒;使用了可變排量機油泵,降低油耗;缸體和活塞采用了特殊塗層,滿足自動啟停的要求;采用了無襯套連杆,降低連杆慣性,減少摩擦。
值得注意的是,海外版本有ATC主動氣缸管理系統,也就是停缸技術,當發動機在合理的工作區間,可以關閉某些氣缸,通過減少發動機缸體工作數量,降低發動機工作負荷,從而提升車輛的燃油經濟性,然而國内的版本都閹割了此功能。
3.5 1.2T、1.4T、1.5L買哪款?
對于朗逸、寶來和探影這三款有1.2T、1.4T和1.5L的車型來說,我個人建議對動力性要求不高選擇1.5L的版本,因為它沒有渦輪,燃燒壓力較低,而且匹配的是傳統6AT變速箱,先天性可靠性更高。雖然加速性能不強,但是油耗并沒有比1.2T和1.4T差多少,可以使用92号汽油,實際使用成本會更低一些。如果對動力有需求,可以考慮1.4T的版本,它的價格相比1.5L貴5000元左右,但是換來了同級别領先的動力響應,開起來會更爽快一些,而且實際油耗并不高。而1.2T和1.5L市場價差不多,但是性能并不突出,油耗也沒有想象的低,還需要95号汽油,個人覺得不值得。
其他車型中,主要從1.2T和1.4T中選擇,個人建議直接上1.4T,不用考慮閹割版1.2T。
4 搭載顆粒捕捉器的EA211有沒有問題?目前在售的版本中,EA211 1.5L發動機滿足國6b PN11的法規,卻沒有使用GPF顆粒捕捉器,而1.2T和1.4T在之前的國6b PN12的法規時,也沒有使用GPF,但是最新的國6b PN11法規下,使用了GPF。
之前大衆旗下某些車型GPF事件鬧得沸沸揚揚,不少媒體報道車輛存在“加速無力、油耗飙升、自動啟停失靈”等問題,而且投訴量不在少數。大家也不同過于擔心,GPF出現問題和布置形式息息相關。下圖是我以前做試驗時WLTP工況下催化器溫度,有前級(靠近發動機),後級(地闆下面),可以看到,前級的催化器溫度很容易上升到450℃,高速行駛也很容易進入再生良好溫度600℃,因此日常使用GPF可以再生,問題不大。但是如果是後級,日常使用溫度很難再生,必須120km/h高速下才有可能進入再生良好的工況。
圖 某車型跑WLTC工況的催化器溫度曲線
圖 GPF事件的主角——探嶽,不過問題是EA888版本,EA211版本無問題
而目前部分出現問題的GPF布局是啥樣呢?如下圖所示,奧迪Q3、大衆探嶽、途觀L等車型GEN3 Bz發動機的GPF布置圖(遠離發動機),GPF封裝在單獨的容器中,串聯在TWC之後,布置在後級(地闆下面),因此很難達到再生良好的溫度,日常駕駛就爆發了GPF堵塞的問題。
圖 奧迪Q3、大衆探嶽、途觀L等車型GEN3 Bz發動機的GPF布置圖(遠離發動機)
而1.2T/1.4T EA211雖然也有GPF,但是布置位置靠近發動機,排氣溫度高,可以充分再生,因此市場上抱怨很少。所以買1.2T和1.4T的EA211消費者可以稍微放心了,影響并沒有那麼大。
圖 EA211EVO和國内EA211發動機的GPF布置圖(接近發動機)
當然,如果你還是不放心,建議購買EA211 1.6L發動機,它沒有使用GPF也滿足了最新的排放标準,因此未來使用多年後沒有GPF堵塞的擔憂。
5 EA211 EVO何時會進入國内?大衆EA211 1.5T EVO發動機是EA211系列最新的一代發動機,該發動機其實在2016年已經在歐洲上市了,但是遲遲未引入國内。EA211 1.5T EVO一代發動機分為高低功率兩個版本,這兩個版本的情況如下:
(1)低功率96kW的版本是這台發動機最具創新性的産品,擁有米勒循環和VGT增壓器這兩項先進技術,壓縮比能夠達到12.5:1,在渦輪增壓中屬于比較高的壓縮比,這台發動機的開發的目标是高效率,因此在性能上有所犧牲。
(2)高功率110kW的版本沒有采用米勒循環燃燒系統,也沒有VTG增壓器。僅僅升級了35MPa的直噴系統,同時缸孔采用APS等離子噴塗工藝,壓縮比10.5:1。性能和目前國内生産的1.4T一樣,沒有提升。
大衆公布的數據中這款12.5:1的低功率高壓縮比版本的熱效率在37.5%,而美國EPA的SAE論文中,這款發動機的熱效率在37%。無論是37.5%還是37%,這款低功率版本在中國并沒有競争力。而高功率版本在性能維度和現款一樣,壓縮比10.5:1也并不像一款經濟型發動機,雖然升級了35MPa噴射系統,但是并沒有顯著的市場競争力,因此大衆不引進這款EVO是明智之舉。
圖 MTZ關于EA211 EVO發動機的技術參數
圖 美國EPA環保署SAE論文中關于這款發動機熱效率的評估
而大衆後續很有可能引進中國的是EA211 1.5T EVO2,據說在2023年上市。
從目前小道消息中,第二代1.5T EVO2繼續采用米勒循環,但是功率提升至118kW,扭矩250Nm,超過現在的1.4T性能。同時壓縮比适當降低從第一代米勒循環版本的12.5降低到11.5,這也是為性能提升和國内油品情況而做出的妥協。相對而言,這款發動機在熱效率、性能都有提升,因此引入國内可以得到消費者認可。
圖 小道消息中引入國内的第二代1.5T EVO2
2023年國内将實施國6b排放中的RDE實際道路駕駛排放要求,因此1.5T EVO2發動機即使提高了35MPa噴油器,卻還需要标配顆粒捕集器GPF以滿足RDE實際道路駕駛排放法規要求。但是該GPF采用了四元催化器,布置靠近發動機熱端,因此堵塞問題應該不大。
圖 ERA211 EVO2的GPF布置
1.5T EVO2發動機另外一個重大的改變就是會引入48V輕混動技術。48V輕混技術的加入将會和1.5T EVO采用的米勒循環高效燃燒系統一起進一步的改善油耗。
圖 1.5T EVO2伴随着48V輕混
而目前海外第八代高爾夫采用了1.5T EVO 48V輕混的系統,在WLTP工況下,低功率版4.9L/100km油耗,高功率版4.6L/100km油耗,未來如果是1.5T EVO2發動機的化,油耗表現會進一步降低。
圖 大衆海外高爾夫搭載EA211 EVO的油耗表現圖
圖 第八代高爾夫上市了,但是國内沒有采用1.5T EVO發動機
小結老骥伏枥,志在千裡,随着目前國内小排量渦輪增壓發動機的技術叠代白熱化,EA211的各項技術指标已經不算領先了,但是憑借着綜合調教的技術功底,EA211 7DCT的動力無論是加速性能還是油耗表現,依然處于行業的第一梯隊,不服不行。
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