傳統動力新亮點(下)
NEW
TRADITIONAL POWER
上一期介紹的大排量汽油機來自英菲尼迪和阿斯頓·馬丁,從技術層面上說亮點還不夠多。
這期,我們依舊介紹英菲尼迪的新發動機,這款直列4缸VC-T將是第一款進行量產的可變壓縮比乘用車發動機。
還有一款2.0T汽油機來自捷豹路虎,它的誕生表明了來自福特的發動機將會被慢慢取代。
每當有人感嘆內燃機已經發展到極限時,總會出現新的技術將內燃機的動力性、燃油經濟性以及熱效率推升至一個新的高度。近期業界最讓我們興奮的技術非英菲尼迪的可變壓縮比莫屬,這聽起來不可思議的魔法到底有何神奇之處呢?
在講解可變壓縮比之前還是先讓大家來了解一下壓縮比的概念吧。我們接觸到的大多數內燃機除轉子發動機和燃氣輪機外,都是依靠連著曲軸的活塞在氣缸內做上下往復運動提供動力的。活塞處于上止點時活塞上方的總容積為燃燒室容積,活塞在下止點時活塞上方的全部容積為氣缸總容積,氣缸總容積與燃燒室容積的比值即為壓縮比。每臺發動機的壓縮比是恒定的,但英菲尼迪這次新推出的發動機的壓縮比卻是可以發生變動的,關鍵點在哪里呢?
英菲尼迪的VC-T可變壓縮比發動機的活塞和曲軸并沒有直接相連,而是和一組金屬的多點連接結構件相連,再由這組金屬件和曲軸連接,最終由電控系統來控制活塞行程的變化。以右側的工作示意圖為例,從左到右分別為活塞、頂桿、連接件(多點連接Multi-link)、曲軸、控制軸、執行臂和驅動電機(Harmonic Drive)。VC-T調整壓縮比過程如下:ECU根據工況將相應的的指令發給驅動電機移動執行臂,執行臂進而帶動控制軸調整其工作角度,控制軸再將帶連接件的角度轉動,最終使得活塞上下往復運動的止點位置發生改變,即使壓縮比發生變化。
右側的工作示意圖顯示VC-T發動機的壓縮比為8∶1,在發動機工作負荷重時宜采用低壓縮比,輔以渦輪增壓器以實現大功率和高扭矩輸出。左側的工作示意圖顯示的壓縮比為14∶1,在發動機工作負荷輕時采用高壓縮比以節約燃油。
其實日產并不是唯一研究可變壓縮比發動機的車廠,奔馳和早已魂飛魄散的薩博都在此領域有所建樹,但真正率先投產的還是日產,首先搭載該發動機的將是馬上要上市的全新一代QX50和新一代Q50,接下來就是全面替換現有2.0T發動機。
我們曾介紹過捷豹路虎花了不少力氣打造全新的Ingenium系列發動機,目的就是為了擺脫動力系統方面對老東家福特的依賴。該系列發動機的第一款產品是排量為2.0升的全鋁合金渦輪增壓柴油發動機,我們在歐洲試駕新XF時也已體驗到了新柴油機的魅力。就在不久之前,捷豹路虎又發布了Ingenium系列的第二款產品,即2.0升渦輪增壓直噴汽油機,該機型將于2017年初在英國伍爾弗漢普頓的捷豹路虎發動機制造中心投產,并在同一年內在中國常熟進行本土化生產以供應中國生產的捷豹路虎車型。
以中國市場為例,眾多中高端車型紛紛將2.0升直列4缸渦輪增壓汽油機作為首選動力,無論是緊湊型轎車、運動轎車、大型轎車、各種尺寸的SUV和MPV均紛紛搭載2.0T發動機,奧迪、寶馬甚至還特別為中國市場提供了配備2.0升增壓汽油機的Q7和X5,可見市場對于2.0T發動機的需求量有多巨大。路虎捷豹也是2.0T發動機的大用戶,XE、XF、XJ和極光、發現神行、攬勝運動等車型均有搭載,但是問題是該發動機均由老東家福特提供技術支持,關鍵部件受制于人不是長久之計,所以此次推出Ingenium系列2.0T汽油機的意義重大。
由于整個Ingenium系列使用模塊化設計,單個氣缸的容積為500毫升,所以2.0T汽油機可以看作捷豹路虎集團新一代汽油發動機的基礎版本,在其基礎上可以較簡便地研發出新的V6增壓汽油機和V8增壓汽油機。在此要說幾句題外話,捷豹現有的機械增壓V8汽油機的歷史悠久,發展潛力殆盡,所以馬上要被替換了。不過在新的V8發動機被研發出來之前,將由寶馬提供V8動力。
這臺2.0T發動機依舊采用全鋁材質,各種主流的發動機技術,如頂置直噴、雙VVT、正時鏈條以及滾子搖臂氣門驅動結構均有運用。那該發動機有什么亮點呢?當然有亮點!這臺2.0T發動機使用了電控液壓配氣機構和集成式排氣岐管,并且使用了帶陶瓷滾珠軸承的雙渦管渦輪增壓器。首次在車用發動機上得到采用的陶瓷滾珠軸承由德國舍弗勒公司開發,軸承的耐磨性極強,可以最大限度地控制住發動機消耗機油的問題。
這臺發動機屆時將滿足多款車型的需求,所以捷豹路虎將其調校出三種不同的動力輸出版本。入門級別的最大功率為200馬力,占銷量大頭的將是250馬力版本,最大功率目前是300馬力。首先配備該發動機的車型很可能是XE、XF和F-PACE車系。
2.0T發動機發布的同時,捷豹路虎還公布了新一代名為TRANSCEND的8擋雙離合變速箱的研發計劃,預計于2019年投入量產。捷豹路虎稱該變速箱的傳動比達到了驚人的20∶1,比市場上常見的雙離合變速箱傳動比的兩倍還多,而且在重量上也比現有的8AT變速箱減少約20千克,還具有2個倒車擋,可以適用于縱置的后驅平臺與四驅平臺,在燃油經濟性上最大的提升約10%。