最近兩年的混動車、插電混動車、電動車,仿佛在以數碼產品的迭代速度攪動汽車市場。在電動機的幫助下,一輛 2 噸的汽車能夠輕松跑進 3 秒。 反觀燃油車,排量已經小得不能再小,三缸機都見怪不怪了。很多人感嘆,內燃機末日序曲已經唱響。然而,新能源車其實只有不到 1%的全球市場份額,還有 99%的汽車在燒著油跑。 在節(jié)能減排的主旋律下,大排量的路是越走越窄,工程師們只能繼續(xù)壓榨小排量發(fā)動機的潛力。面對有限的排量,如何實現更高的馬力輸出?這次是英菲尼迪給出了答案。
第一款量產的可變壓縮比發(fā)動機 再過幾個月,全新英菲尼迪 QX50 就要上市了。相對于這款車本身來說,我們更關注的是它的發(fā)動機。先來擺數據,這臺 2.0T 發(fā)動機最大功率為 268 馬力,最大扭矩 390Nm。 這臺發(fā)動機的量產,是一件具有里程碑意義的事情,因為它是真正意義上的使用了可變壓縮比技術的發(fā)動機。和同級別發(fā)動機相比,它的燃油經濟性提高了 27%(搭配 CVT 變速箱)。 為什么要使用可變壓縮比?這還得從渦輪增壓發(fā)動機的原理說起… 當你使用渦輪強行向氣缸內吹進過量空氣時,此時燃料和空氣混合比較低,點火時就容易發(fā)生爆燃。所以渦輪增壓發(fā)動機為了防止爆燃的出現,基本都使用了較低的壓縮比。然而當你開著帶渦輪的車在市區(qū)蠕動時,由于發(fā)動機轉速較低,尾氣較少,此時渦輪不太起作用。此時的發(fā)動機相當于一個低壓縮比發(fā)動機,較低的壓縮比就意味著較低的熱效率。 又要用渦輪,又要保證低速下的熱效率,于是可變壓縮比發(fā)動機就誕生了。英菲尼迪的這臺 VC-T(全稱 Variable Compression Turbocharged)發(fā)動機,壓縮比可變范圍在 8.0-14.0 之間。 本質上,它還是一臺活塞往復式發(fā)動機,但增加了一套用于改變壓縮比的傳動機構。和傳統(tǒng)發(fā)動機一樣,連桿的一頭是活塞。但是英菲尼迪在連桿的另一頭增加了Multi-link(多連桿),Multi-link的另一端是用于改變壓縮比的核心機構。 當需要較小壓縮比時,圖中的Harmonic Drive會逆時針旋轉一定角度,經過兩個傳動臂的力量傳遞,Multi-link也會逆時針旋轉一定角度。這樣做的后果,說簡單點,就是降低了活塞運動到最低點時的高度(下止點),進而降低了壓縮比。如果需要提高壓縮比,圖中的Harmonic Drive就會順時針旋轉一定角度。 除了增加這一套用于改變壓縮比的結構外,英菲尼迪這臺 VC-T 發(fā)動機還有其他最新的發(fā)動機技術。比如,在進氣門側使用了電子可變氣門正時技術,這樣就兼具了奧托循環(huán)和阿特金森循環(huán)。另外,它還有電控泄壓閥、雙噴射(缸內直噴 歧管噴射)、可變排量機油泵,以及集成了排氣歧管的缸蓋等等。 不過根據英菲尼迪的說法,這套可變壓縮比裝置最好用在四缸發(fā)動機上。對于 V6 和 V8 發(fā)動機來說,實用意義并不大。 量產就是最大的成功 從數據黨的角度出發(fā),這臺 VC-T 發(fā)動機并不算強。 現在量產的 2.0T 發(fā)動機,最大功率超過 268 馬力的不在少數,比如本田 Civic Type-R 搭載的 2.0T 為 310 馬力、沃爾沃 XC90 T6 搭載的 2.0T 為 320 馬力、奔馳 CLA45 AMG 和 GLA45 AMG 搭載的 2.0T 為 361 馬力。 其實,單純比拼數據是沒有意義的,這臺 VC-T 發(fā)動機追求的是油耗和動力的平衡。 從時間上來看,這臺 VC-T 發(fā)動機也不算早。 上世紀 80 年代末,薩博就開始研發(fā)可變壓縮比技術,并且薩博稱之為Saab Variable Compression技術,簡稱SVC。在 1990 年,薩博取得相關技術專利,號稱可以減少 30%的燃油消耗。 事實上,直到薩博倒閉,薩博也沒把這項技術量產出來。原因是這套可變壓縮比結構過于復雜,其用到的橡膠密封件的耐久性很難保證。 2009 年,標致雪鐵龍也發(fā)布了一款可變壓縮比發(fā)動機,名為VCRi技術,后來我們也沒能看到它量產。 回到我們前面討論的英菲尼迪的 VC-T 技術,這項技術由日產(英菲尼迪的母公司)在 2005 年發(fā)布。從發(fā)布到最近的亮相,歷經了 11 年的時間。(可能是由于這項技術成本較高,所以日產選擇在旗下豪華品牌上搭載。) 在此之前,英菲尼迪的 2.0T 發(fā)動機由奔馳提供(代號 M274),奔馳負責制造,英菲尼迪負責調教。如今,英菲尼迪自己搞出了 2.0T 發(fā)動機,動力和油耗都令人喜聞樂見。所以我們可以基本判定,未來英菲尼迪應該會拋棄奔馳的發(fā)動機。 對于不算強也不算早的英菲尼迪 VC-T 發(fā)動機來說,量產就是最大的成功。另一方面,和本田、豐田相比,日產可能并不以黑科技著稱,這一次 VC-T 技術的出現,總算為日產扳回一局。 在提高發(fā)動機效率這件事上,其實工程師們已經做出了很多努力,比如 GeekCar 之前報道的柯尼塞格和觀致合作的 QamFree 技術 。 很多人看衰發(fā)動機的前景,不是因為電動車太先進了,而是發(fā)動機的進步太慢了。畢竟它從專利走向量產,都是以十年為時間尺度的。 |
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