背景：EA211evo時代的MQB
似乎MQB平臺已經把舞臺中央的位置讓給了大趨勢MEB，“能源路徑、減碳需求、拆油門”使得有些後知後覺的大眾徹底覺醒，德味十足的“das Auto”早就變成了國際範兒的“just electric”，雖然後者看起來和前者一樣偏執自負。無論如何2016年巴黎車展亮相的ID.概念車在三年後已經快速發展成為4款車型序列，一週前首款車型ID3已經在德國開始了預售，大眾是不是真的有“das Auto”說得那麼好不知道，但是“just electric”這條路看來是要走到黑了。
▲VW, just electric
以至於高爾夫都變得不那麼重要了。
▲從設計都有些英雄遲暮的感覺
似乎只有在大眾財務那裡高爾夫依然還是重要的。畢竟它肩負了一家巨型企業轉型電動車的巨大開支，沒有錢，監事長想要的都只能是想要的。所以大眾工程師必須要有保證成功的技術策略，還要儘量減少成本為大趨勢讓步，其主要的策略包括：
提高內燃機自身的熱效率；
動力系統電氣化；
提高傳動系統的效率。
▲大眾在MQB上大作混動文章
第一步，更新2011年面世的動力系統基石——EA211發動機，推出新一代產品EA211evo。evo機型的升級切換過程分為兩個階段：第一步現有產品切換evo基礎機型，應對歐盟6c/6d排放法規；第二步未來產品直接搭配48伏mHEV機型，應對三年後的歐盟7排放法規。至於提高傳動系統效率，目前DQ200系列後續機型DQ210還是“一片雲”，現有的DQ400看似還能支撐一段時間，假以時日DQ381系列駁接P2位置電機或者用DQ200系列搭配P4位置電機也絕無問題——開發一臺10前速DSG還不如開發一臺效率更高的電機。
還有一個不能忽略的策略是把天然氣車TGI的銷量搞上去。不管你喜歡不喜歡，CNG作為燃料擁有天然的低碳光環。
▲大眾品牌碳排量均值路線圖，mHEV車型與TGI分別在閾值95g/km兩側
EA211evo機型的國產化目前在推進過程中。已經投產的是1.5升自然進氣MPI機型，配置相對簡單；增壓機型進度靠後，但可能不會出現太多針對國產化的變化，所以我們以現有的歐洲EA211evo基礎機型為例介紹下這臺基石機型。
● 模塊化
EA211evo機型的動力指標與之前的EA211系列差異不大，按照功率分為高（110kW）低（96kW）兩種版本。機械結構設計依然是模塊化思路，兩臺機型的基礎設計相同，只在配置、工藝以及後裝組件稍有不同，以形成差異。EA211evo也會是大眾集團拓展種類最為豐富的全球機型，“扔掉”一個缸的1.0升三缸機取代短衝程的1.2升四缸機，適應48V mHEV（可能也包括12V mHEV）、天然氣、生物燃料，還要有供應GTE車型的高壓PHEV機型（潤滑、冷卻系的額外要求）。
▲EA211evo家族機型
兩代產品幾個機型的部分信息對比如下：
EA211evo的缸體尺寸與EA211相似，缸徑與缸間距不變，因此對於機艙佈置不存在過多新要求。不同的是evo機型衝程變長，曲軸以及軸承、下缸體發生了變化；配合燃燒過程、整機潤滑和冷卻系的優化，缸蓋發生了較大變化；後裝零件比如水泵、渦輪、發電機之類零件也有不同程度的設計變更。
▲高爾夫7 1.5TSI（左）與高爾夫7 1.4TSI（右）
機艙內可見區域的結構由於進氣管路的不同設計形成差別，EA211 1.4TSI機型標誌性的進氣道共振腔消失。進氣通路的尺寸以及中冷器的尺寸、位置在evo機型上發生了變化。中冷器被放置在節氣門前而非之後，所以擁有更大的體積，冷卻能力更強，進氣溫度更低，燃燒效率更高。
▲EA211evo兩款機型的不同與相似
EA211為代表的小排量增壓機型可以說是NEFZ循環的產物，但是在WLTP循環較高的負載、頻繁而且強烈的負載變化面前節油趨勢已經不再明顯，反而會在低速扭矩需求這一舒適性指標出現限制。因此才有“Rightsizing”一說，一方面降低發動機的轉速，拉長傳動系的傳動比範圍，依靠變速器將發動機的工況推向低速、高負荷，進而實現更為寬廣的經濟工況區域。另一方面則是依靠可變燃燒過程設計推動拓展發動機的工況特性，比如氣門正時、升程調節、可變進氣歧管長度、可變截面的渦輪增壓器這類裝置，覆蓋高負載需求。
當然也要考慮傳統的機械摩擦問題，比如兩種機型的活塞銷座材質均採用了diamond-like-carbon碳塗層，曲軸與軸承座摩擦面採用了聚合物塗層。缸壓較高的高功率機型在鑄鋁缸體缸壁的材質上選擇了不同材質，使用了等離子塗層以減小缸壁摩擦的摩擦係數。
接下來針對evo機型新的幾個亮點功能，比如CoD閉缸功能、350bar噴油系統、來自大眾自家機皇EA888的“Drehschieber”水溫控制系統分別進行敘述。在最後簡單談談evo機型的實際體會。
● Cylinder on Demand閉缸功能
閉缸功能可以看做是動態“Downsizing”。在滿足一定條件（轉速、負載、車速、水溫等）的情況下CoD系統可以通過作動推銷選取不同的凸輪軸升程輪廓，中間兩缸各自從上一次的排氣衝程後順次關閉排氣以及進氣氣門，實現閉缸。此時負載轉移至剩餘兩個運轉氣缸，進而提高了運轉氣缸的負載，控制了熱損失。而進氣歧管中的氣流衝擊則起到促進其他運轉氣缸的充氣的作用，以此減小了泵氣損失。
▲實現CoD功能的推銷及其原理
大眾算是閉缸技術的堅定支持者之一，從W12到V8再到V6直至EA211系列的四缸機都可見其身影。官方數據稱此功能可以在NEDC測試工況循環下節省油耗0.4升/百公里，但是德國交通對於功率的需求較大，實際體會CoD機型的節油能力並不明顯。
▲COD系統的兩種狀態（左側綠色-兩缸狀態；右側灰色-四缸狀態）
● EcoCoasting熄火滑行功能
雙離合變速器的空擋滑行功能是通過減小車輛滑行阻力來降低油耗的簡單方案。能降低多少油耗不說，大眾一些車型的功能設定做得太過激進，比如發動機低水溫、無暖風的狀況下離開油門踏板變速器也會接入空擋滑行狀態。也不考慮路況以及車速，比如城市工況，在緊隨其後的制動過程馬上接入擋位。好在所有車型都有關閉這一功能的選項，提供了選擇的餘地。
如今更近一步，EA211evo低功率發動機與DQ200-7F變速器組成的動力系統實現了熄火滑行功能。發動機熄火與點火啟動的過程會對整車電網帶來極大的負載衝擊，理論上存在供能不足以及再啟動時響應性的隱患，所以熄火滑行這一功能一直以來都是48伏mHEV車型的配置。這個EcoCoasting熄火滑行功能像是未來mHEV技術的一個先導，也只用於強調節能的BlueMotion車型（搭配低阻力車輪以及空氣動力學套件）。
▲大眾將空擋滑行功能拓展為了熄火滑行
考慮到WLTP工況中制動-加速循環較為激烈，滑行工況頻率高且距離長，EcoCoasting這種功能可能會帶來一定的油耗貢獻。
▲NEDC與WLTP工況中熄火滑行-48伏系統Boosting工況的累計時間對比
● 350bar+GPF
歐盟6c及RDE測試工況的引入使得汽油機尾氣中的微粒數量限值變得頗為苛刻——數量下降了10倍，因此對現有機型的改造與適配提出了較高要求。EA211evo給出的改進方案是提高燃油供給系統的工作壓力以及加裝GPF汽油機尾氣微粒捕捉器。
現有EA211機型高壓供油系統的工作壓力大約在140~200bar之間，evo機型則採用了最大壓力可以達到350bar的高壓油軌系統。缸內噴嘴的開孔數量也變為5個，壓力提升而噴油孔半徑減小，意味著油束的穿透力增強、油粒的直徑減小、霧化效果更充分、配合缸內工質的運動可以實現較為複雜的燃燒工況，減少了燃燒後的微粒數量。此外供油系統還可以實現多次噴射，可以對低負載工況下的供油量進行精確控制。
▲EA211evo噴油嘴位置&缸內APS塗層
● B-Cycle還是米勒循環？
以EA211為代表的小排量化機型在高壓縮比、高進氣壓力的條件下面臨工質燃燒的穩定性和經濟性問題，逐漸達到這一設計減耗的邊界條件。為了進一步提高燃燒效率，evo機型採用了類似EA888 Gen 3B機型上的“米勒循環”，即通過進氣門提早關閉縮短壓縮行程，工質在壓縮行程中充分混合的同時達到較低的溫度，以此提高燃燒時的穩定性和效率。
▲進排氣雙VVT+米勒循環
● VTG
但米勒循環有一個低轉速時扭矩輸出的問題，進而帶來發動機響應的問題，其實不一定是渦輪增壓器“Turbo-lag”的鍋，但可以通過VTG（Variable Turbocharger Geometry=可變葉片角度增壓器）修正這一問題。
▲EA211evo VTG
VTG最大的特性是它的工況不再固定，可以隨發動機的負載改變驅動渦輪葉片的排氣氣流角度和速度、可以承受更高的排溫且可以取代旁通路徑，在工作效率上具有明顯的優勢。
● Drehschieber
兩款EA211evo機型全部採用了“Drehschieber”冷卻系通路控制器，這一設計來自EA888 Gen3機型。簡單來說它就是一個位於變排量水泵後面、按照冷卻液溫度可變控制模式的多同路開關閥門。它可以控制發動機缸蓋/缸體冷卻循環、散熱器循環以及空調熱交換循環通路的開閉，即可以按照當前冷卻液的溫度以及各部件的熱負荷做出供給分配。比如在冷啟動後可以實現缸蓋-缸體冷卻液的停滯，發動機的冷卻液不切入整個循環，將發動機的熱量將部用於這一封閉區域的冷卻液加熱。
▲“Drehschieber”總成核心的部分是兩個黑色的“轉動閥”
▲冬季冷啟動水溫狀態
● 未來與12伏/48伏系統的匹配
mHEV架構將會是EA211evo重要的元素。從大眾已經披露的信息來看，高爾夫8搭配了48伏mHEV系統，猜測未來還會有12伏系統變種搭配入門級車型。
▲mHEV系統的主要成分
從結構來看，12伏與48伏系統之間並沒有本質上的差異：鋰電池、DC/DC直流轉換器（48/12V）、大功率發電機/起動機。12伏系統更像是48伏系統的簡配，類似奧迪的解決方案，如果在沒有電動增壓器或者電子平衡杆等此類大功率用電設備、舒適性設備耗能有限的情況下，12伏系統似乎是更具性價比的選擇。
▲高爾夫8 mHEV結構示意
48伏mHEV系統使用一個250Wh容積的鋰電池，電池位於前排右側地板下方而非後備箱中，左側則是DC/DC轉換器。48伏起動機/發電機則位於傳統起動機的位置，通過皮帶經由張緊輪與空調壓縮機、曲軸相連。起動機/發電機的最大功率為12kW，用於發動機啟動、能量回收以及Boost功能。為了應對冷啟動，傳統的12伏起動機依然存在。
▲12伏啟動電機與48伏啟動電機對於啟動發動機的性能對比
總結：
EA211evo更像是前代機型小成本升級。雖然引入了米勒循環、VTG、Drehschieber這類配置，整機性能的提升有限。mHEV系統才是MQB平臺下一階段的重頭戲，包括P2（電動化DSG）以及P4位置電機混合動力系統。再加上通信以及娛樂設施的升級、駕駛輔助系統的進步，MQB平臺似乎還具有不錯的競爭力。
希望迪斯博士不會為錢發愁，畢竟電芯廠還沒有蹤影。
文｜allen
圖｜網絡