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新一代神机? 大众EA211发动机全解析
时间: 2024-07-27 07:37:37 | 作者: 爱游戏在线官网
将排气歧管集成在缸盖的设计理念是一个趋势,之前在介绍第三代EA888发动机的时候我们就讨论过这样的一个问题,热管理的优势对于排放控制有着积极的作用。
缸盖内部的排气歧管穿插着水道,发动机运转时,串流的冷却液与排气歧管实现热交换,最直接的益处是冷车启动时可通过排气产生的温度给冷却液“加热”,与传统冷却系统的温控逻辑相结合,使得发动机水温尽快上升至最佳工作时候的温度(90℃左右)。
集成式的缸盖确实是一种新的热管理方式,但新的热管理技术还是要依托传统冷却技术才能发挥优势。
节温器是控制冷却系统工作状态的核心部件,EA211发动机使用的是传统石蜡型节温器,有些发动机使用了ECU可主动控制的电子节温器,在控制上,电子类型显然更灵活,不过,从实际控制情况评估,节温器最重要的性能则在于能够在设定的温度下完成打开和关闭的动作以切换冷却液的大、小循环,而电子节温器的结构也仅是在石蜡结构的基础上装一个加热装置而已,换句话说,只有在冷却液温度趋于正常工作时候的温度时,节温器的打开才有意义。
冷却系统的控制逻辑基本延续了EA111发动机的设计,两个节温器分别控制通往缸体和缸盖的两条循环水道,由于缸体和缸盖的温度特性不同(缸体的温度高于缸盖并且升温速度也更快),所以两个节温器的开启温度也不同。
控制缸体水道的节温器开启温度更高,换句话说,缸体的工作时候的温度也会略高,这样有助于降低曲柄连杆机构的内部摩擦。而控制缸盖的内部水道循环的节温器则开启温度略低,缸盖因此可得到更好的冷却,从而能够降低燃烧室内部的温度,对进气以及气缸的工作稳定性都有好处。
节温器及壳体与水泵集成在一起固定在缸体上,水泵由排气凸轮轴带轮通过齿形皮带直接驱动,相比EA111发动机上由发电机皮带驱动的水泵,在空间上则更为紧凑。事实上,原先EA113发动机的水泵也是嵌入缸体的设计,水泵带轮是由正时皮带驱动,但后来这一部分的设计趋势更偏向于外挂形式,主要是可以简化缸体水道的设计,现在EA211在水泵的布置环节基本兼顾了空间布置及结构优化。
说了这么多冷却系统的事,但问题是,为何需要让水温尽快达到工作时候的温度呢?大致有三个原因吧。一、就车内驾乘人员而言,在冬天,水温的提升速度决定了暖风的供给速度;二、水温在某些特定的程度上决定了润滑系统的保护效果(确切的说是机油温度,发动机工作产生的热量也会传至机油);三、对尾气排放质量有积极作用。
首先要肯定的是,发动机的工作时候的温度要维持在一定的范围,过低、过高都有不利影响。发动机启动时,发动机电脑(以下简称“ECU”)会依据水温传感器收集信息判断发动机的状态,当温度过低时(例如停放一宿),ECU会采取多喷油的策略,这也是在冷启动后为什么转速略高于常规怠速转速的原因。
水温提升是一方面,另外,三元催化器的温度状态对尾气排放质量也很关键,未来,排放法规会慢慢的严格,特别是针对冷启动阶段的排放限制,因此,需要让三元催化器尽快发挥作用。而缸盖集成排气歧管的设计则是一举两得,即提高了热效率,又从结构上缩短了废气到三元催化器的距离,热量传递效率更高。
“热车”时间的缩短意味着油耗及排放压力的减轻,那么,问题来了,启动后到底用不用刻意热车。这是大家一致在讨论的话题,热车到底在热什么?
那些老生常谈的利与弊在这里就不进行赘述了,本着结论先行的原则,我给出的意见是不用刻意热车,别着急,听我把话说完。
首先,启动一瞬间的磨损确实会比发动机正常运作时严重些,启动后,机油泵会建立正常的工作所承受的压力,随即油道将机油引至各个摩擦副,如凸轮轴和滚子摇臂、曲轴轴颈和轴瓦之间等等,在低温状态下,机油的流动性会差些,但待其在各个摩擦副间形成油膜后,便可发挥保护作用,最近一段时间车主可用于做些如安置随身物品、系安全带等上路前的常规准备工作,这一段时间足够让润滑系统完成油压建立并形成油膜了。但必须要格外注意的是,在水温表没有上升趋势的情况下,最好还是不要急加油,手动挡车辆也要控制换挡转速,毕竟,机油的流动性多少还是会对润滑系统有影响。