大眾、奧迪EA211發動機參數及技術特點介紹

2019-12-06 23:09:02


目前大眾、奧迪新款車型最常用的EA211發動機有1.2T、1.4T、1.5L三個排量,技術參數如下所示。



下面以EA211 1.4T發動機為例介紹其結構特點。

Part 1
    機  體    

① 氣缸體和氣缸套

EA211發動機缸體采用敞頂式,鋁合金壓鑄而成。這種類型的氣缸體優點是氣缸在較熱時的冷卻效果更佳;缸蓋和缸體之間擰緊螺栓連接時,缸套的變形很小;對活塞環受力很有好處,且可降低機油消耗;缸體內澆鑄有壓力機油供應通道、機油回流通道和曲軸箱排氣通道,這樣就減少了附加部件的數目。缸套采用灰口鑄鐵材料,通過珩磨加工并經粗糙鍛造技術與缸體貼合。

氣缸體組件 ▲

氣缸套組件 ▲


② 氣缸蓋
EA211 1.4T發動機氣缸蓋集成排氣歧管,取消了帶有歧管的三元催化器,靠近發動機側安裝了主三元催化器。冷卻液進水口在氣缸蓋內,燃燒室冷卻充分,減少了爆震的可能性。

集成排氣歧管式氣缸蓋及其冷卻示意 ▲


③ 氣缸蓋罩蓋(凸輪軸殼體)
氣缸蓋罩蓋與兩根凸輪軸加工在一起,形成模塊化設計。將凸輪軸直接安裝到氣缸蓋罩蓋殼體內,結構更加緊湊,有利于發動機小型化布置。同時氣缸蓋罩蓋上還開有機油加注口和高壓燃油泵驅動開口,便于加注機油和安裝高壓燃油泵。

氣缸蓋罩蓋 ▲



Part 2
    曲軸連桿組件    

EA211 1.4T發動機曲軸連桿組件如下圖所示。


因TSI發動機承受的負荷較高,該發動機中使用鍛鋼曲軸。為減重,連桿軸頸采用空心設計。

連桿采用裂解工藝制成。在承受較低負荷的區域內,將連桿小頭軸承設計為梯形。這樣能進一步減少重量和摩擦力。

活塞由鋁合金壓鑄而成,頂部采用扁平設計,這是因為取消了用于加強內部混合氣形成的活塞壁導向件。取消這一導向件除了重量減輕外,燃燒產生的熱量能夠更均勻地在活塞頂上分配,從而防止缺火現象的發生。

活塞環由氣環和油環組成,因活塞環的安裝公差增加,由此減小了摩擦力。



Part 3
 配氣機構與可變氣門正時機構 

① 配氣機構

EA211 1.4T發動機配氣機構 ▲

發動機采用4氣門設計,進氣門以21°角安裝,排氣門以22.4°角安裝。進、排氣門均安裝在燃燒室頂部,由帶有液壓挺柱的滾子搖臂驅動。

② 可變氣門正時機構

所有EA211發動機都采用無級進氣凸輪軸調節。輸出功率為103kW或更高的高功率型發動機還采用無級排氣凸輪軸調節。凸輪軸上的凸輪軸調節器根據發動機負荷和轉速進行調節。由直接集成在機油回路內的凸輪軸調節閥進行調節。兩個霍爾傳感器用于識別調節角度。

可變氣門正時機構 ▲

兩個凸輪軸調節器功能相同,安裝在凸輪軸驅動鏈輪內部。凸輪軸調節器內部安裝有葉片式調節器。葉片式凸輪軸調節器由轉子、殼體、腔室1和腔室2等組成。轉子根據凸輪軸控制閥控制機油流入的腔室,機油流入腔室1,在機油的壓力下轉子順時針旋轉,與轉子連接的凸輪軸也順時針旋轉;機油流入腔室2,在機油的壓力下轉子逆時針旋轉,與轉子連接的凸輪軸也逆時針旋轉。從而調節進、排氣門正時。

葉片式凸輪軸調節器 ▲



Part 4
    潤滑系統    

EA211 1.4T發動機潤滑系統主要由增壓器供應油道、主油道、機油泵等組成。


潤滑系統 ▲

機油泵為可調節式外嚙合齒輪泵,通過螺栓固定到油底殼的上部,且機油泵可根據負荷和發動機轉速在兩種壓力(約1.8bar和3.3bar)(注1bar=0.1MPa)下運行。該機油泵由曲軸通過免維護鏈條傳動機構進行驅動,且不需鏈條張緊器。相應的機油壓力根據泵送的機油量進行調節。

機油泵安裝位置 ▲

可調節式外嚙合齒輪泵的殼體和殼蓋由鋁合金制成,并且還有幾個用于調節機油壓力的控制通道。控制活塞和滑動裝置會通過控制通道對來自機油回路的機油進行施壓,根據這一情況,泵送的機油量和機油壓力會發生變化。

可調節式外嚙合齒輪泵 ▲


機油被泵送至兩個相互嚙合的齒輪(泵輪)。一個泵輪位于驅動軸上,由曲軸通過鏈條驅動。可縱向移動泵輪位于另一根軸上。泵輪和軸一起構成滑動裝置。

如下圖(a)所示,當兩個泵輪完全嚙合時,機油輸出壓力最大。當滑動裝置的泵輪移動到圖(b)所示位置時,機油泵輸出壓力最小。改變兩個泵輪的嚙合狀態可增加或減小機油輸出壓力。

機油泵在最大和最小輸出時的泵輪嚙合狀態 ▲



Part 5
    冷卻系統    

所有EA211發動機中均使用雙回路冷卻系統。在此系統中,冷卻液在不同溫度下通過各自的通道流經氣缸體和氣缸蓋。溫度調節由節溫器殼體中的兩個節溫器進行控制。相應的冷卻液溫度因不同的發動機而異。


雙回路冷卻系統 ▲


發動機的雙回路冷卻系統通過集成在節溫器殼體內的冷卻液泵將冷卻液泵送到氣缸蓋和氣缸體中。節溫器殼體安裝在變速器側的氣缸蓋上。冷卻液泵由排氣凸輪軸通過齒形帶驅動。

集成有冷卻液泵的節溫器殼體 ▲


節溫器1(氣缸蓋節溫器)在87℃或更高的溫度下打開,即打開了從散熱器至冷卻液泵的通道。在1.5LMPI發動機中,當冷卻液溫度為80℃或更高時,節溫器即打開。

節溫器2(氣缸體節溫器)在105℃或更高的溫度下打開,即打開了從氣缸體至散熱器的熱冷卻液通道,整個冷卻回路打開。

本期內容來自圖書 《大眾汽車·奧迪汽車技術詳解及常見故障精析》 | 于海東 主編 | 2019年4月出版

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