大眾巨資打造 技術(shù)升級動力卻在倒退？

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】大眾汽車上周發(fā)布了財報，其中有一個數(shù)據(jù)非常引人注目，2020年一季度研發(fā)費用比利潤高出4倍！研發(fā)費用高不算什么壞事，對于大眾來說也是一件挺平常的事，大眾汽車近兩年每年研發(fā)費用支出均超過1100億人民幣。我們回過頭來看看，光是第8代高爾夫的研發(fā)就投入了18億歐元（折算人民幣138億）！這里面占據(jù)研發(fā)費用大頭的卻是全新動力系統(tǒng)方面的優(yōu)化，而它正是本文的主角——全新EA211 evo 1.5T發(fā)動機。

　　12年前，大眾推出了模塊化平臺戰(zhàn)略，我們所熟悉的原本按車型級別劃分的PQ25、PQ35、PQ46平臺被整合成MQB平臺。在嘗到模塊化平臺的甜頭之后，大眾的“平臺整合”之路誓要死磕到底了，如今發(fā)動機品種數(shù)量的縮減整合計劃也開始被提上日程。按照計劃，著名的EA211發(fā)動機系列中，從最初的4種自吸機型、3種增壓機型將縮減至2種自吸及2種增壓機型。

　　而這其中的1.5T evo將會是大眾未來新一代車型的主流動力，取代目前的1.4T動力。大眾在它上面花費了不少心思，配備上了許多業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的內(nèi)燃機技術(shù)，例如壓縮比被提高至12.5:1，噴油壓力提高至350bar，以及采用以往保時捷上才配有的VTG可變幾何截面渦輪等！眾多技術(shù)加持，使得這臺1.5TSI發(fā)動機熱效率高達37.5%。

　　至于EA211 evo機型的國產(chǎn)引進，現(xiàn)在已經(jīng)投產(chǎn)并全面鋪開的是1.5L自然吸氣發(fā)動機，它的配置相對比較簡單，擁有高低功率兩種版本，目前已經(jīng)搭載至大眾Polo plus、朗逸Plus、寶來等緊湊車型。而1.5TSI增壓機型各方面技術(shù)配置比較先進復(fù)雜，因此國產(chǎn)化相對滯后，預(yù)計國產(chǎn)后不會有太多變化。

　　1.5TSI也采用了兩種不同功率調(diào)校：低功版最大功率為96kW/5000-6000rpm，最大的扭矩為200N·m/1400-4000rpm。高功版最大功率為110kW/5000-6000rpm，最大扭矩為250N·m/1500-3500rpm。兩種動力版本是大眾模塊化設(shè)計的結(jié)果，他們之間的基礎(chǔ)設(shè)計相同但在配置、工藝以及渦輪增壓器附加件上會有所不同。

　　高低功率版本機型最直接的差異就是，低功版搭載VTG可變幾何界面渦輪增壓器以及米勒循環(huán)，壓縮比高達12.5:1。而高功版并沒有配備VTG（僅采用和1.4T一樣的帶電控泄壓閥的渦輪增壓器）也沒有米勒循環(huán)，不過獨有氣缸壁APS大氣等離子噴涂工藝，壓縮比為10.5:1，賬面數(shù)據(jù)其實和目前的1.4T是一樣的，但峰值扭矩轉(zhuǎn)速提前。

　　看完兩種功率版本的1.5TSI，你是否覺得大眾這一代動力排量增加動力卻原地踏步甚至減弱，難道大眾技術(shù)在倒退？我們先來看看這款大眾巨資打造的發(fā)動機都用上了哪些引以為傲的技術(shù)。

ACT可變氣缸技術(shù)：降低油耗

　　我們先來看看兩種功率機型都有搭載的ACT可變氣缸技術(shù)，熟悉大眾的網(wǎng)友對這一技術(shù)都不陌生了，從大眾的W12、V8、V6甚至EA211 1.4T都有配備這項技術(shù)，但這些機型對于國內(nèi)消費者來說基本無緣，1.4T發(fā)動機在引進國產(chǎn)時由于受到成本限制便直接取消了ACT可變氣缸技術(shù)。

　　大眾的可變氣缸技術(shù)主要用于在低負荷時關(guān)閉2、3兩個氣缸，僅保留1、4兩個氣缸正常運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)降低油耗的目的。而要讓2、3兩個氣缸停止運轉(zhuǎn)除了要停止噴油點火之外，還需要關(guān)閉這兩個氣缸的進排氣門，降低泵氣損失。

　　而在兩缸模式下，發(fā)動機的運轉(zhuǎn)平順性勢必會受到影響，為了改善NVH特性，1.5TSI還采用了以往柴油機版本才配有的大阻尼懸置，大眾宣稱駕駛員不看儀表盤幾乎察覺不到4缸運轉(zhuǎn)向2缸模式的轉(zhuǎn)換。ACT可變氣缸技術(shù)的加入，能夠帶來最高0.4L/100km油耗的降低。

　　350bar高壓直噴系統(tǒng)：改善顆粒物排放

　　迫于歐6d以及RDE測試工況，大眾終于將EA211 evo 1.5TSI發(fā)動機的噴油壓力提高至350bar了，此前1.4T發(fā)動機的噴油壓力還停留在200bar。而更高的燃油噴射壓力能夠帶來更充分的燃油霧化效果，更有效地減少燃燒后產(chǎn)生的顆粒物。

　　不過350bar高壓噴射系統(tǒng)也有著不可避免的缺點，例如噴射噪音更大、對發(fā)動機的負載更大，但這些并不影響國內(nèi)外車企都在競相升級350bar高壓噴射系統(tǒng)，畢竟光是能在不犧牲高性能動力為前提降低顆粒物排放這一點就意義非凡。

　　米勒循環(huán)：降低油耗

　　馬自達的創(chuàng)馳藍天發(fā)動機讓阿特金森循環(huán)、米勒循環(huán)進入大家的視線，也成為當下節(jié)油的主流技術(shù)。米勒循環(huán)簡單理解就是膨脹比＞幾何壓縮比的工作模式，在壓縮行程延遲進氣門關(guān)閉時間，將進入氣缸的部分空氣壓出氣缸，使實際壓縮比＜幾何壓縮比，讓高負荷時的燃燒變得穩(wěn)定，日系車企都采用這種方式的米勒循環(huán)。但大眾的所采用的是改良版的米勒循環(huán)，采用的是與車系車企恰好相反的進氣門早關(guān)的方式減少進氣量，這樣做的好處就是能夠在不改變發(fā)動機結(jié)構(gòu)的前提下，增加膨脹行程。

　　日系車企是通過進氣門晚關(guān)的方式，將一部分空氣排出氣缸，而大眾的B循環(huán)是通過進氣門早關(guān)的方式減少進氣量，兩者本質(zhì)上并沒有區(qū)別都是為了在高壓縮比狀態(tài)下減少壓力穩(wěn)定燃燒。在EA888 gen3b上還加入了AVS可變氣門升程技術(shù)，保證B循環(huán)不影響過多的動力性能。

　　不過和EA888 gen3B所不同的是，1.5TSI機型并沒有搭載AVS可變氣門升程技術(shù)，這或許是低功版1.5TSI之所以動力指標不如1.4TSI的原因之一，但為了補償全負荷下的動力表現(xiàn)，1.5TSI機型對進氣道以及燃燒室形狀都進行了優(yōu)化，以達到穩(wěn)定高效燃燒的目的。

　　VTG可變截面渦輪：提高低轉(zhuǎn)速扭矩響應(yīng)

　　VTG可變截面渦輪也是低功版1.5TSI的專享，高功版并未配備，其實也是大眾出于米勒循環(huán)/B循環(huán)在低轉(zhuǎn)速時的扭矩輸出不太給力的考慮，因為即便是采用AVS可變氣門升程技術(shù)的EA888 3B（低功版2.0T）峰值扭矩轉(zhuǎn)速也比高功版2.0T晚了100rpm，扭矩平臺也更狹窄，可見換來燃油經(jīng)濟性的代價很沉重。

　　VTG渦輪增壓器主要是通過渦輪內(nèi)部的可變廢氣導(dǎo)流葉片來改變渦輪排氣側(cè)的橫切面積，它所帶來的好處是可以減輕低轉(zhuǎn)速時渦輪增壓器的遲滯現(xiàn)象，又可以提高高轉(zhuǎn)速下的動力輸出。

眾所周知，發(fā)動機低轉(zhuǎn)速下，排出的廢氣流量低、流速小，無法有效地驅(qū)動渦輪，使得低轉(zhuǎn)速時增壓不足，動力響應(yīng)不佳。而一般小排量渦輪增壓發(fā)動機基本都是采用小慣量渦輪的形式來改善低轉(zhuǎn)速下的渦輪遲滯現(xiàn)象，但和大型渦輪相比，小慣量渦輪高轉(zhuǎn)速下的功率也偏低。VTG渦輪增壓器的出現(xiàn)就是為了解決這兩者之間的平衡，低轉(zhuǎn)速可以有效地驅(qū)動渦輪，高轉(zhuǎn)速時輸出功率也不會受到限制。

　　我們從1.5TSI高低功率兩種版本的賬面數(shù)據(jù)就能夠清晰的看出，使用VTG與未使用VTG之間的差異了，低功版最大扭矩轉(zhuǎn)速為1400-4000rpm，而高功版最大扭矩轉(zhuǎn)速為1500-3500rpm，可見低功版1.5TSI扭矩平臺更加寬泛，動力響應(yīng)更加出色。

　　排氣的超高溫度給VTG渦輪增壓器帶來了嚴峻的考驗，所以在柴油機上更為多見（柴油機排氣溫度遠低于汽油機）。在這之前，VTG渦輪增壓器只能在性能車上才能見到，例如保時捷911、718 Boxster S等，它采用了價格高昂的航空材料，能夠保證在極端溫度下正常工作。

　　因此低功版1.5TSI可以算是全球第一個批量搭載VTG的汽油發(fā)動機，VTG渦輪增壓器來自于霍尼韋爾，而這款增壓器實際上也是來自于柴油機上的VTG平臺，最高耐受880℃的排溫，而功率僅為96kW的低功版1.5TSI可以滿足這一排溫要求。

　　據(jù)了解，大眾目前正在和博世、博格華納等一起研發(fā)耐受980℃排溫的VTG渦輪增壓器，目前初步測試后功率可以提升至118kW。

　　APS涂層：降低摩擦損耗

　　為了降低活塞環(huán)和氣缸壁之間的摩擦阻力，大眾高功率版1.5TSI采用了等離子體噴涂工藝簡稱APS涂層，它是通過在氣缸壁噴涂一層大約0.3mm厚的鐵合金來替代鑄鐵缸套。減輕重量的同時耐磨性能更好，熱傳導(dǎo)性能也比厚重的鑄鐵缸套優(yōu)秀。

　　大眾為這臺1.5TSI發(fā)動機傾注了許多心血，并且在如今小排量發(fā)動機橫行天下的時代轉(zhuǎn)而提升排量，并且新1.5TSI的開發(fā)重心在低功版而不是高功版（為低功率版本機型注入了許多高功率版本機型都沒有的黑科技），相信許多人都看不懂這兩個“神操作”，難道大眾是真的反其道而行？

　　從2018年開始，WLTP循環(huán)就已經(jīng)開始陸續(xù)登陸歐洲、美國、日本等國家取代各類油耗測試，而中國也會采用與之相近的循環(huán)測試。WLTP循環(huán)較高的負載以及頻繁、急劇的負載變化使得小排量渦輪增壓發(fā)動機不再具備明顯的節(jié)油優(yōu)勢，歐洲方面以大眾為代表的的車企提出了Rightsizing（適度小排量化）的理念。而在未來，在WLTP循環(huán)以及油耗限值的倒逼下，國內(nèi)外車企的發(fā)動機技術(shù)路線也將從小排量化（Downsizing）向適度小排量化（Rightsizing）轉(zhuǎn)變。

　　同時熱效率更高的低功率版1.5TSI更適合與48V弱混系統(tǒng)相組合，弱混系統(tǒng)是現(xiàn)階段引入混動系統(tǒng)最具性價比的方式，雖然節(jié)油能力有限，但也能起到調(diào)整發(fā)動機工況的作用，同時也能夠帶來熄火滑行、再生制動等功能，而僅僅一項熄火滑行功能就能夠為高爾夫8減少0.4L/100km的油耗。雖然現(xiàn)階段全新一代高爾夫GTE采用的依舊是以1.4T動力為核心的插混系統(tǒng)，但全新1.5TSI更能勝任這一角色。并且大眾也明確表示了下一階段的電氣化架構(gòu)戰(zhàn)略，48V弱混以及P2、P4位置電機混合動力系統(tǒng)將成為MBQ平臺的核心。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 張景森）