pkpk1 22-12-22 18:09

迄今为止,网上关于EA211 Evo2的资料很少,许多人还没能搞清楚Evo1和Evo2的区别,这里就结合手边资料和项目经验总结一下这台机器。

---总的来说---

在发动机基础缸体设计上,Evo2和Evo1是没有区别。从表格对比里可以看到,两代欧版的乘用车用发动机在动力输出数据都是一致的,无论是最大功率和扭矩,及其对应的区间。但这里要注意的是,Evo1是基于正常的奥托循环做到的,Evo2整个输出区间都是基于米勒循环的。

唯一的区别就是压缩从之前Evo1 130马力(12.5:1)和150马力(10.5:1)的设计,来到了欧版150马力的12.0:1,北美中国版 160马力的11.5:1
这里要注意一点是,上一代EA211 Evo 1 1.5TSI发动机里,只有130ps的低功率版本是配备了VTG+米勒循环的,高功率的150PS是正常的WG+奥托循环,许多人都把这两者搞混了。

在新一代1.5T上就没有这种分类了,只要是Evo2就必定是VTG+米勒循环的设计。

---Evo2的基础设计/改动逻辑---

目标:
· 为了实现满足目前严苛的RDE规范和为以后的欧7以及国7做准备,全域lambda为1是必然的基础设计。
· 为了提升燃油效率,满足油耗限值,压缩比需要继续提升。
· 为了实现更好的客户满意度,功率也需要有提升的空间。

实现措施:
· 这些需求都是会大幅度提升缸内温度的措施,从而引起爆震或者爆震倾向,所以需要给燃烧室做降温措施。
· 硬件上,Evo2缸盖的冷却管路做了很多细微的调整来增强冷却液的效率。活塞现在也是带机油冷却回路的,用于降低混合气的温度,APS涂层自然也不能缺少。
· 但仅仅硬件上这些改动是不够的,还得依靠米勒循环来降低温度。
· 由于EA211整个系列是没有EA888 Bz发动机上的可变进气升程控制,所以需要VTG来弥补米勒循环充气效率不足的先天缺陷,才能达成“高”功率的目标,VTG的加入与此同时也能减少换气时的进气损失。

所以就有了Evo2目前的这台发动机的基础设定。

矛盾点:
相对于WG压力控制方式,VTG在Fuel Cut到全扭矩的爬升的瞬态初期是不如WG的,因为VTG的叶片关小后的初期,是没有足够的气流冲击涡轮叶片的。为此了平衡这个缺点,大众在此还申请了一个控制专利,通过快速动态调整进气门正时以及排气压力对应的气缸扫气梯度综合短暂超压,让涡轮能接收到足够的废气能量。不过里面太多技术细节,这里就不展开了。

---改进版歇缸技术ACT Plus的加入---

ACT从第一代EA211,也就是1.4 TSI上就已经出现了。在上一代Evo1上则是沿用了第一代的ACT,技术上没有改变。

这一次在Evo2终于有点小改动了:
在普通ACT上,只有中间的两个气缸的进排气门凸轮轴行程是会在歇缸时候发生改变的,也就是说,外面两个继续工作的气缸是没有任何变化的。
而在ACT Plus上,原本4固定凸轮轴+4滑动凸轮轴套的设计改成了四个轴向移动的凸轮轴。也就是当发动机进入歇缸模式的时候,继续点火的气缸其凸轮轴的升程、正时、持续时长以及开关速度也会发生变化。其根本目的是要在双缸的情况下继续维持高米勒循环的工况。

当Evo2进入歇缸模式时候,两侧外面继续点火的气缸:
进气门升程会降低,持续时间不变,相位推迟,气门开启速度稍微变快
排气门升程不变但,持续时间变长,相位推迟,速度也变快。

这样一来,双缸工作范围扩展到了3500rpm,实际可用扭矩也增加到了最大90Nm。
在Evo1上,ACT的最高工作转速为3200rpm,在130ps动力的型号上最大扭矩为75Nm。
在实际项目中,根据车型和搭配变速箱的不同,实际ACT可用范围会扩展到4000rpm和100Nm。

不过非常可惜,中国和北美版本并没有这个技术。除了一方面成本的原因,另一方面是中美驾驶者的驾驶习惯和驾驶工况让ACT很难进入工作状态。投入产出比较小。

---双三元+独立GPF的尾气后处理设计---

当Evo1在17年刚推出的时候是没有搭配GPF的,后处理配置为一个紧耦合三元+车底三元
当欧6c逐渐开始执行,GPF以四元催化的身份加入进来,紧耦合在头段,车底三元保留
随着排放标准的不断升级,到欧6d的完整体,四元催化的贵金属含量到达了史无前例的高度。

而在Evo2上,头段的四元催化被拆分成了一个独立的三元和一个独立的GPF,这样一来两个部件可以各司其职,不用挤在同一个地方分担不同的任务。
从图上可以看到,Evo2的三元贵金属含量其实是下降了的,但在加大体积、车底三元以及下全域lambda为1策略的帮助下,NOx和CO的排放进一步下降,就连颗粒物也因过滤效率更好而进一步下降。

---总结与展望---

在满足上述所有要求的设计后,Evo2的最低BSFC做到了220g/kWh,对应理论热效率为37.8%。作为对比,Evo1 150PS机型的231g/kWh,130PS机型为222g/kWh。

把两代机型的BSFC图放在一块对比就会发现,Evo2在相当大的范围都做到了相对Evo1的提升,尤其是高转高负荷以及低负荷区域。

在扭矩平台起点时候的的整体扭矩上升梯度也得到加快了接近40%,实际对比开起来的确在低转速时的响应要更加直接。

EA211这个小排量系列发动机会一直存在到大众集团不用内燃机为止。就目前而言,在有限成本内,纯内燃机的的确优化已经几乎到顶了。不过如果进展顺利,后续EA211还是有机会配备上副燃烧室技术的。

发布于 德国