被稱為“發動機先生”的人看到光雄的話感到震驚:“配備小型化()發動機的汽車的實際燃油效率往往會惡化?!?但他也給出了令人信服的解釋:“增加發動機排量可以輕松吸入更多空氣,實現有助于提高燃油效率的超稀薄燃燒。雖然發動機尺寸變大,制造材料成本也會增加,但與兩者之間的區別小型化就是不需要增壓器,綜合成本比小型化更有優勢?!?/p>
個人更傾向于汽車走向瞳的說法,但遺憾的是,這種說法并沒有影響到歐洲和逐漸變成歐洲的美國車商,就連日本大本營也未能幸免。在日經BP最近出版的《發動機技術大百科全書》中,日媒提出了一個比較聳人聽聞的觀點——“世界不再需要四缸”。當然,全球汽車公司都在進行減少發動機氣缸數量的令人發指的研究。氣缸更少的車型已經進入了我們的生活。但是,每家公司對減少發動機氣缸的做法都不盡相同,因此逐漸演變為兩派。.
一招一招,吃遍天下
這一派以沃爾沃和PSA為代表。他們的做法是只研發一款發動機,調整不同的動力輸出,以達到適合不同定位車型的目的,尤其是沃爾沃。
PSA 的核心是與寶馬合作開發的 1.6THP 發動機。這款發動機可以根據需要提供115千瓦、128千瓦、147千瓦三個版本。此外,他們還為中國開發了120千瓦的版本。所以我們看到PSA在中國推出的車型,從308S到508,從雪鐵龍到標致再到DS,都搭載了這樣的發動機。其中,DS5搭載了120千瓦和147千瓦兩個版本的1.6THP,低配版120千瓦,高配版147千瓦。至于排量在1.6升以下的小型車,PSA有意改用1.2T的三缸發動機。這就是我們現在在 308S 上看到的,以及未來標致 301 也將配備的三缸發動機。
▲ PSA 1.6T發動機
當然,PSA 有其局限性。它沒有大型豪華車型,所以我們沒有太大的困難接受發動機限制為四缸的方法。所以說沃爾沃更能代表這一派。
近期上市的XC90搭載了一臺大功率四缸發動機,最大功率為235千瓦,最大扭矩為400?!っ?。在中大型豪華SUV上搭載這樣的四缸發動機實屬罕見。要知道,寶馬X5、奔馳M級,依然以3.0T為起點。
沒想到,歐洲豪華品牌對小排量大車型的加裝熱情比我們想象的要高。在剛剛結束的成都車展媒體日,寶馬X5和X6也推出了自己的當家之星——四缸機械增壓N20發動機,并為其命名,售價75.58萬。不過相對而言,寶馬此次推出的2.0T有打擊平行進口車的嫌疑,同時在技術層面上也沒有太多新鮮感。
▲ 寶馬N20發動機
今年2月26日,沃爾沃宣布將Drive-E發動機組引入中國。在Drive-E戰略下,沃爾沃勢必大規模普及四缸發動機。這四缸發動機由沃爾沃長期設計研發,官方稱油耗可降低12%-35%,而動力并沒有下降。
▲ VOLVO Drive-E雙增壓和單增壓發動機
只是我們仔細檢查過沃爾沃Drive-E系列發動機,似乎找不到什么特別亮眼的技術。那些技術已經為大家所熟知,幾乎很多廠商都在使用,但是沃爾沃全新的2.0T發動機還是比很多2.0T發動機更吸引眼球。原來ds5 1 6t,沃爾沃Drive-E的開發原理與馬自達(創馳藍天科技)類似。它們都是通過一系列的優化整合,達到提高輸出功率和經濟性的目的。因此,Drive-E發動機不起眼的技術背后,更多的是輕量化、低摩擦、小型化、模塊化的設計理念。
這是否意味著新技術發展步伐放緩,持續優化成為主旋律?事實上,Drive-E引擎家族共有三套不同的設計方向。
第一個是我們在沃爾沃 XC60 和新款 S60L 上看到的單渦輪增壓發動機。這款發動機擁有多種動力調節,可同時匹配愛信8AT和6AT,趨于平順性和燃油經濟性表現。其中,代號為 的大功率單增壓版更是實現了媲美寶馬的動力表現。
第二套是在沃爾沃XC90 T6車型上,代號為雙渦輪增壓,采用機械增壓+渦輪增壓的二套結構,在低速區域的表現甚至優于很多3.0T發動機。但是,這套發動機艙的結構顯然比單一的增壓器要復雜得多,因此在故障率上存在著極大的風險。難道沃爾沃在歐洲號稱尼桑的可靠性,以后可靠性會下降嗎?
▲首款搭載2.0T發動機的中大型豪華SUV XC90
比較復雜的是尚未上市的XC90 T8車型。Drive-E發動機在設計之初就充分考慮了電氣化布局,這使得T8車型在常規燃油動力之外額外配備一臺電動機也就順理成章了。因此,XC90 T8的發動機動力作用于前輪,電動機動力用于驅動后輪。其燃油經濟性和動力表現值得期待。
沃爾沃研發出這樣的四缸發動機組,顯然對沃爾沃有利,否則他也不會冒著生命危險。至于消費者能否接受,恐怕還需要時間去檢驗??恐譅栁衷诒睔W的號召力,沃爾沃或許真的有這樣的底氣。沃爾沃擁有這臺通用四缸發動機后,就可以將SPA模塊化進行到底。發動機的尺寸不會改變,模型的參數也不需要改變。設計更加通用,增加了模塊化的應用范圍。.
但是四缸發動機是不夠的。PSA的低配車型搭載1.2T三缸發動機,未來的沃爾沃40低配車型或者吉利也有可能采用三缸發動機。這樣一來,沃爾沃和PSA就不得不重新投入研發。有更好的嗎?一個完整的解決方案呢?
二、取勝無招
我們知道汽車變小后,發動機排量也可以減少,但問題是優先減少缸數還是壓縮排量?主機廠之間一直存在這樣的爭論。對于這類問題,車企需要從熱效率、尺寸、振動等多方面考慮。對于熱效率,他們試圖為每個氣缸找到最佳值。
熱效率,側重于氣缸表面積除以體積的比率。表面積與體積之比越小,燃料效率越高。如果氣缸排量太小,則氣缸表面積與燃燒室容積之比變大,導致表面冷卻損失增加。相反,如果位移太大,則會延長火焰傳播距離,增加燃燒時間,導致熱效率下降。如果時間太長,活塞太低,熱量將無法工作。
因此,必然存在這樣一個最優值。日產在2010年就做過這樣的測試,實驗結果表明,單缸的熱效率可以從300cc提升到400cc,提升2.0%。當增加到500cc時,熱效率最高。因此,日產認為,兩缸發動機的最佳排量值應該是0.8升到1.2升ds5 1 6t,三缸發動機應該是1.2升到1.8升。
三缸發動機對寶馬來說已經不是什么新聞了,但是善于思考的寶馬卻在考慮另外一個問題,我能不能只設計一個氣缸,這樣以后需要四缸發動機的時候,可以直接造一個四缸,我需要一個三缸。湊個三缸。這不是更徹底嗎?
▲ 寶馬B38發動機
BMW的工程師也進行了與類似的研究,最終他們決定將發動機的單缸排量限制在500cc,也就是說未來的BMW發動機要么是1.5升,要么是2.0升,2.5升,哪個是0.5升的倍數呢?
在確定發動機單缸排量極限后,寶馬可以利用各種技術進一步研究單缸輸出功率。它們可以通過不同的調校獲得不同的動力輸出,比如最新推出的UKL平臺的BMW 2 Tour三缸發動機可以達到100千瓦的數值。
寶馬的這種設計思路,似乎讓發動機制造進入了一個新時代。這樣一來,發動機設計研發的步伐完全可以趕上產品陣容的擴張速度,所花費的時間和金錢也更少。所有的引擎都可以共用一套零件,想想也太美了吧?
世界是這樣的:從四缸到三缸,從三缸到雙杠,越來越多以低油耗為賣點的小型車搭載的是少缸發動機,沒想到那些龐然大物也開始減少氣缸數。難道未來的引擎必須更小嗎?難道說,人見光府的人已經不多了?