傳統(tǒng)動(dòng)力新亮點(diǎn)2.0

傳統(tǒng)動(dòng)力新亮點(diǎn)2.0

去年的上下兩篇《傳統(tǒng)動(dòng)力新亮點(diǎn)》專題介紹了奧迪4.0升V8柴油機(jī)、保時(shí)捷2.5升水平對(duì)置4缸渦輪增壓直噴汽油機(jī)、英菲尼迪3.0升V6雙渦輪增壓直噴汽油機(jī)和阿斯頓·馬丁5.2升V12雙渦輪增壓直噴汽油機(jī)。很顯然，電動(dòng)機(jī)在受某些人追捧的同時(shí)，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)并沒有停止前進(jìn)，優(yōu)秀的汽柴油機(jī)層出不窮，所以這個(gè)專題在今年將繼續(xù)。

AUDI 奧迪3.0TFSI汽油機(jī)

歐洲幾個(gè)大車廠每家都有一臺(tái)當(dāng)紅的3.0升6缸增壓汽油機(jī)，經(jīng)過不同調(diào)校可配給多個(gè)級(jí)別大小的轎車、跑車、SUV來使用。大眾那臺(tái)代號(hào)為EA 837的3.0升機(jī)械增壓V6直噴汽油機(jī)多年來一直是各大動(dòng)力系統(tǒng)評(píng)選的榜上客，以動(dòng)力良好且響應(yīng)及時(shí)著稱，大眾、奧迪甚至保時(shí)捷上都能見到它的身影。不過現(xiàn)在大眾已經(jīng)拿出了替代它的機(jī)型，也就是新一代3.0TFSI汽油機(jī)。廉頗未老，而是大眾有了新的想法。

EA 837的動(dòng)力表現(xiàn)良好，所采用的機(jī)械增壓設(shè)計(jì)功不可沒，但大眾這次新推出的3.0TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)采用的卻是渦輪增壓，這是為何？請(qǐng)不要把車廠想象得有多積極上進(jìn)，能逼迫他們推出這類需求量巨大的新動(dòng)力系統(tǒng)的原因其實(shí)很簡(jiǎn)單：需要為了滿足接下來更為嚴(yán)苛的能耗與排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)降低成本也是一項(xiàng)重要任務(wù)。

在介紹新渦輪增壓汽油機(jī)之前，有必要先簡(jiǎn)單介紹一下被替代的EA 837發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械增壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。和渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)是動(dòng)力輸出更為線性，增壓系統(tǒng)帶來的動(dòng)力遲滯現(xiàn)象輕微得多。這是因?yàn)闄C(jī)械增壓系統(tǒng)由曲軸通過皮帶或者鏈條來帶動(dòng)，也就是說機(jī)械增壓器的動(dòng)力來自發(fā)動(dòng)機(jī)本身而非通過排放出來的高能廢氣帶動(dòng)。但正是因?yàn)檫@個(gè)道理，機(jī)械增壓器會(huì)消耗掉一部分發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，也就是說會(huì)增加油耗，這很不符合潮流。

取代機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的新發(fā)動(dòng)機(jī)首要解決的問題是盡可能降低渦輪增壓的動(dòng)力現(xiàn)象，大眾的工程師們提出了兩個(gè)解決方案：縮短進(jìn)氣系統(tǒng)的管路，使用單渦輪雙渦管設(shè)計(jì)。是不是很耳熟？寶馬在 B58發(fā)動(dòng)機(jī)上也這么做過，效果是顯著的，但是單渦輪雙渦管設(shè)計(jì)除了動(dòng)力響應(yīng)較為及時(shí)外，也只在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷的情況下的表現(xiàn)更出色。為了配合單渦輪雙渦流設(shè)計(jì)，大眾和奧迪這次將該發(fā)動(dòng)機(jī)配上了新的回流排氣系統(tǒng)，廢氣可以反向排出氣缸，省下了復(fù)雜的管道系統(tǒng)和布置線路。

進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的好處眾多，其中之一就是能降低自重。EA 837的自重是189千克，新發(fā)動(dòng)機(jī)的自重則是172千克，這還是在氣缸套從硅鋁合金換成了鑄鐵的前提下。不過在別的部分，這臺(tái)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)非但沒有簡(jiǎn)化，還復(fù)雜了很多。該發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是雙重的：在中低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用熱效率更高的米勒循環(huán)，在需要更強(qiáng)動(dòng)力時(shí)則切換為更常見的奧拓循環(huán)。米勒循環(huán)的實(shí)質(zhì)就是阿特金森循環(huán)，所以這臺(tái)3.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的雙重循環(huán)工作原理并不是大眾奧迪首創(chuàng)的，豐田和雷克薩斯用的那臺(tái)2.0升D-4S渦輪增壓汽油機(jī)早就投入使用好幾年了。

在奧迪SQ5上，該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為354馬力，500牛·米的峰值扭矩從1370轉(zhuǎn)/分鐘一直維持到4500轉(zhuǎn)/分鐘。除了奧迪和大眾，該發(fā)動(dòng)機(jī)也將被保時(shí)捷采用，但是保時(shí)捷并不會(huì)直接把它拿來塞進(jìn)Panamera的車頭，而是會(huì)在氣缸套內(nèi)涂上等離子涂層來降低摩擦系數(shù)，功率和扭矩調(diào)校也會(huì)更激進(jìn)。與前任EA 837相比，新的渦輪增壓V6發(fā)動(dòng)機(jī)更輕，燃油經(jīng)濟(jì)性也更好，而且與大眾集團(tuán)的4.0升V8增壓發(fā)動(dòng)機(jī)有眾多通用化設(shè)計(jì)。它并不是一臺(tái)單純追求性能的發(fā)動(dòng)機(jī)，而是一個(gè)大汽車集團(tuán)權(quán)衡各方利益后推出的妥協(xié)的產(chǎn)物，但這并不妨礙它成為一款優(yōu)秀的動(dòng)力系統(tǒng)。

AVS系統(tǒng)通過簡(jiǎn)單的電磁原理控制氣門開啟時(shí)間以及行程

Toyota 豐田2.5升直列4缸直噴汽油機(jī)

中庸和可靠是豐田的招牌，但這并不表示豐田在技術(shù)這一塊落后于別的車廠。許多人也知道豐田在混動(dòng)系統(tǒng)這一領(lǐng)域的建樹，但對(duì)豐田在普通內(nèi)燃機(jī)方面取得的成就并不了解，所以今天很有必要向大家介紹一下豐田最新的自然吸氣直噴汽油機(jī)。

與本田“地球夢(mèng)”、馬自達(dá)“創(chuàng)馳藍(lán)天”那幾款自然吸氣汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，豐田這款名為Dynamic Force Engine的新發(fā)動(dòng)機(jī)也是主打“高效”牌，那有多高效呢？豐田聲稱新發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率達(dá)到了空前的40%，配合上混動(dòng)系統(tǒng)后的效率達(dá)到了41%，這意味著打破了第四代普銳斯所采用的2ZRFXE發(fā)動(dòng)機(jī)的紀(jì)錄，也成為了目前量產(chǎn)的熱效率最高的汽油機(jī)。

提高熱效率意味著油耗降低，二氧化碳排放減少，是各廠家努力的方向。為了達(dá)到這個(gè)目的，各大車廠無所不用其極，許多都采用了阿特金森循環(huán)，但又會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力輸出偏弱這樣的缺點(diǎn)。豐田這次之所以能創(chuàng)造燃油熱效率的新高，恰是嚴(yán)苛地執(zhí)行了以下三點(diǎn)：提高進(jìn)氣效率；改善燃燒質(zhì)量；減少各環(huán)節(jié)的能量損失。

這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比達(dá)到了13∶1，適用于混合動(dòng)力版的壓縮比達(dá)到了14∶1，使用了進(jìn)、排氣門雙可變正時(shí)技術(shù)，這并沒啥新意，但豐田這次在進(jìn)氣端使用了VVT-ie也就是電控可變氣門正時(shí)技術(shù)。相比油壓控制而言，電控系統(tǒng)反應(yīng)速度更快、控制精度也更高。合理地增加進(jìn)氣量有助于提升燃燒效率，新發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣門夾角為41度，而現(xiàn)有2.5升直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣門夾角為31度，從而提升了每一個(gè)循環(huán)的進(jìn)排氣效率。兩款發(fā)動(dòng)機(jī)的排量雖然都是2.5升，但新發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑較小，沖程更長(zhǎng)，這使得新發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出明顯增加。

提升進(jìn)氣效率最終還是為了改善燃燒質(zhì)量，豐田通過加快Dynamic Force Engine發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒速度來提高廢氣再循環(huán)率（EGR）極限值，把氣缸內(nèi)的滾流比（活塞運(yùn)動(dòng)方向的渦流強(qiáng)度與軸向渦流強(qiáng)度之比）從之前的 0.8 提高到了2.8。高滾流比能夠使得點(diǎn)火時(shí)刻混合氣分布更加均勻，燃燒自然更加充分，一氧化碳和碳?xì)浠衔锱欧帕恳矔?huì)降低。而為了提高滾流比，豐田改變了進(jìn)氣口的造型，使得渦流呈垂直方向運(yùn)動(dòng)。這樣一來，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，缸內(nèi)氣體的平均湍流速度由原來的2.5米/秒提高到了3.4米/秒。

是的，新發(fā)動(dòng)機(jī)上并沒有什么特別新穎的技術(shù)，但豐田就是讓它的最大功率達(dá)到了205馬力，峰值扭矩提升到了250牛·米，完全不遜于本田和馬自達(dá)的同級(jí)別汽油機(jī)。即使是混動(dòng)版，其汽油機(jī)的最大功率也達(dá)到了176馬力，峰值扭矩也有220牛·米。與該發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配的，還有一款全新研發(fā)的8擋自動(dòng)變速箱，專供前驅(qū)車使用。配備該發(fā)動(dòng)機(jī)的后驅(qū)車，則將采用全新的10擋自動(dòng)變速箱。特別還要提一句，豐田這次為熱效率高達(dá)41%的汽油機(jī)所匹配的混動(dòng)系統(tǒng)還細(xì)分為二種，基礎(chǔ)版采用鎳氫電池組，而運(yùn)動(dòng)版則采用鋰離子電池組。