涡轮+直喷唱主角 盘点2013年新发动机

2013-12-25 18:34:38来源: 汽车之家 关键字:涡轮  主角  盘点

每每到年底都要对这即将过去的一年来个总结,在这一年里,技术•设计频道组员通过利用参加车展报道以及技术展会的机会搜集到了很多新汽车技术,它们中的一些已经开始投入使用,当然,更多的技术还是对未来的一种期待。今天这篇文章主要讨论的是发动机,对于汽车厂商来说,动力系统算得上是布局未来的重要筹码。

国产自主品牌的新发动机

奇瑞1.2T

2012年,我们在北京车展上见到了比亚迪推出的1.2T发动机,这台发动机的相关数据以及发动机的技术特点基本与大众的同排量涡轮增压发动机相近,今年,奇瑞也推出了一台1.2T三缸发动机,相比之下,奇瑞1.2T的数据更胜一筹。

奇瑞1.2T发动机拥有最大功率133马力(97千瓦)/5000rpm,最大扭矩212牛·米/1750rpm,这样的数据表现与大众EA211型号的1.4TSI发动机的低功版相差无几(低功版131马力、225牛·米;高功版150马力、250牛·米)。

这台三缸发动机装配了时下主流的技术,如提高燃油效率缸内直喷、改善三缸发动机运转平顺性的平衡轴、降低内耗的可变排量机油泵等。另外,双凸轮轴结构的配气机构可实现气门正时技术对进、排气的实时调整,比较这一环节,这台发动机的结构要优于上面提到的两台单顶置凸轮轴结构的1.2T发动机,因此,进排气效率可以控制的更好,以至于在动力调校方面能拥有更大的发挥空间。

三款1.2T发动机数据对比
  奇瑞1.2T 大众1.2T 比亚迪1.2T
配气机构 双顶置凸轮轴 单顶置凸轮轴 单顶置凸轮轴
最大功率Ps/rpm 133/5000 105/5000 111/5200
最大扭矩N·m/rpm 212/1750 175/1500-4100 178/1500-4000
特有技术 缸内直喷、双可变正时 缸内直喷 缸内直喷

今年我们看到的这台奇瑞1.2T发动机尚处测试阶段,至于何时能投入量产进行装配仍不得而知,这台三缸小排量涡轮增压发动机通过不同的调校获得不同的性能表现,从而适用于奇瑞旗下像奇瑞E3这样的小型车或艾瑞泽7这样的紧凑型汽车

总结:

目前这台1.2T发动机还处在测试阶段,具体量产时间还不确定。它将很可能应用在艾瑞泽7等车型上,未来奇瑞通过这种小排量增压发动机可以进一步降低车辆的油耗,同时,现有的CVT变速器也能满足一部分消费者对自动挡车辆的使用需求。

奇瑞1.6T

涡轮增压发动机已成为众厂家布局未来的重要一环,对于自主品牌厂商而言,或许是因为某种原因,他们大多对缸内直喷技术的投入使用仍旧保持着敬而远之的态度,下面要说的就是一个例子,同排量涡轮增压发动机已投入使用,但配备缸内直喷技术的1.6T发动机还没有确切的消息表明量产时间,但我们几乎可以看到这款发动机在未来的车型搭载情况。

结合奇瑞与观致两家公司的联系,这台1.6T发动机除了奇瑞品牌旗下车型会使用外,观致品牌车型也很有可能计划搭载。

1.6升涡轮增压缸内直喷发动机(1.6L TGDI)
发动机型号 SQRF4J16
排量(ml) 1598
缸径x行程(mm) 77.00 x 85.80
压缩比 9.9:1
最大功率(Ps/rpm) 185/5000
最大扭矩(N·m/rpm) 285/1750
升功率(Ps/L) 115.6
尺寸(长x宽x高mm)

600x632x624

重量(kg) 136
技术 涡轮增压、缸内直喷、铝制缸体、可变流量机油泵

这台1.6升涡轮增压发动机加入缸内直喷技术后,在5000rpm时可释放最大185马力的动力,而在扭矩方面1750rpm即可迎来285牛·米的峰值扭矩,这样的数据在同级别发动机中属上乘水平,就连MINI JCW车型所搭载的1.6T发动机(扭矩为260牛·米)都自愧不如。

总结:

由于采用模块化的设计理念,这台1.6T发动机在技术装备上与1.2T发动机可谓如出一辙,各个部件的空间布局也都保持了一致。它的最大功率为185马力,最大扭矩为285牛·米。说实话,这台发动机的出现真是让我们对奇瑞或观致汽车的未来有了些许憧憬,试想一下,如果艾瑞泽7或者观致3搭载了这样一台发动机,在驾驭感受方面一定能有着不错的体验。

比亚迪2.0T发动机

不得不承认,在自主品牌车企里,比亚迪在技术投入方面是最积极的,之前搭载于速锐的1.5T发动机让他们在直喷技术领域有了底气,计划于明年上市的比亚迪S7仍旧会搭载一台以涡轮增压和缸内直喷技术为基础的2.0升发动机。


这台2.0T发动机的最大功率为205马力(151千瓦)/5500rpm,最大扭矩为320牛·米/1750-4500rpm。在技术装备上,它与现有的1.5T发动机有些差异。这台2.0T发动机采用铝合金缸体,搭载了现今主流的进、排气门双可变气门正时系统以及缸内直喷技术。不同之处在于进气歧管部分,这台2.0T发动机则保持了传统结构,中冷器为风冷式,而1.5T发动机的进气歧管集成了一个用于控制进气温度的冷热交换器,以此省去涡轮增压系统中的中冷器。

此外,为了改善发动机运转的平顺性,这台发动机还加入了平衡轴技术,从技术特点来看,让人不禁联想到我们之前介绍的大众EA888发动机,但相比之下,在发动机材质方面,全铝结构的比亚迪2.0T显然更胜一筹,至于其他表现,日后结合车型试驾我们再为大家进行剖析。

总结:

在自主品牌厂商阵营中,比亚迪比较擅长以技术“取胜”,无论是在新能源还是在传统内燃机领域,你也看到了,在这些自主厂商中,也就比亚迪敢于率先将缸内直喷技术投入量产,而其他厂商则显得有些保守。

江淮 1.5T发动机

江淮的这台1.5T发动机在结构以及技术方面与比亚迪的1.5T发动机有很多相似的地方,除了缸内直喷、进排气可变正时等主流技术外,在进气歧管的结构方面,二者也同时采用了集成冷热交换器的方式来控制进气温度。不管怎样,这台发动机的出现,使得江淮在增压发动机领域又增加了一枚棋子。

早在2010年,江淮就已经开展了1.5T发动机的研发,与奥地利AVL公司(世界三大权威内燃机研发机构之一,其创始人曾于1926年到上海同济大学任教6年时间,奇瑞的ACTECO系统发动机也是由这家公司参与研究)经过2年左右的联合开发,这台1.5T发动机终于在今年亮相于公众。


将搭载于瑞风S5车型

在广州车展上我们不仅见到了这台发动机的模型,还见到了一辆搭载1.5T发动机和6挡双离合变速箱动力系统的瑞风S5,相信用不了多久,我们在市场上就能见到这辆搭载小排量涡轮增压发动机的紧凑型SUV了。

总结:

说实话,印象中,江淮品牌在自主品牌中并不能算主流,而随着产品的不断丰富,越来越多的人开始关注这个品牌,紧凑型SUV车型就是让用户了解江淮汽车的很好契机,特别是即将搭载1.5TGDI发动机的车型,早一点推出或许还真能跻身自主一线阵营。

吉利发动机

相比前面几个自主厂商,吉利集团旗下现有的品牌及车型中,还没有一台涡轮增压发动机投入使用,而在一次车展上,他们一下就拿出了两台不同排量的涡轮增压发动机,这两台发动机的出现也让我们对吉利汽车多了些许期待。

1.3T发动机 代号JLβ-4G13TD

动力系统采用小排量增压发动机是紧凑型以及小型轿车的一个趋势,对于吉利集团旗下的车型而言,这样的技术储备至关重要。

  吉利1.3T发动机 大众1.4TSI发动机(国产)
型号 JLβ-4G13TD EA111
发动机形式 直列四缸涡轮增压 直列四缸涡轮增压
燃油类型 汽油 汽油
供油形式 缸内直喷 缸内直喷
排量 1.3L 1.4L
最大功率 114kW(155Ps) 96kW(131Ps)
最大扭矩 225N·m 220N·m

在技术特性上,缸内直喷技术算是涡轮增压技术的最佳搭档,这台1.3升发动机也采用了这个时下主流的技术组合,在其它硬件基础上,进排气双可变正时技术也为发动机的工作效率创造了好的条件。

通过数据的比较,吉利的这台1.3T发动机在最大功率以及最大扭矩的数据都要高于大众的EA111 1.4T发动机,不过,如此激进的调校在日后投入量产时会能拿出多少功力呢?

1.8T发动机 代号JLE-4G18TD

以吉利集团目前的产品部署来看,吉利全球鹰GX7车型与这台排量更大的1.8升涡轮增压发动机比较匹配,如果能将现有的2.0升自然吸气发动机进行替换,那么,在自主品牌紧凑型SUV车型阵营中,其动力性能势必能领先于其它竞品车型。

这台发动机的最大功率为184马力,最大扭矩达到285牛·米。这台发动机的技术结构基本与上面介绍的1.3T发动机相同,燃油系统使用缸内直喷技术,两项技术对动力和燃油经济性的贡献已是老生常谈的话题,另外,双可变正时技术在众多展出发动机中似乎已经了标准配置,当然,有了硬件的支持外,适合的调校也是决定了能否将发动机性能有效发挥的关键。

很多人对于这样一台发动机都没有太清晰的概念,我们拿一款同排量的成熟发动机的数据进行对比。

  吉利1.8T发动机 大众1.8T(国产)
型号 JLE-4G18TD EA888
发动机形式 直列四缸涡轮增压 直列四缸涡轮增压
燃油类型 汽油 汽油
供油形式 缸内直喷 缸内直喷
排量 1.8L 1.8L
最大功率 135kW(184Ps) 118kW(160Ps)
最大扭矩 285N·m 250N·m

总结:

以现在的形势来看,吉利集团在未来仍然会把产品重心放在紧凑型车上,这两款发动机的出现则基本满足了未来几年内品牌旗下的产品部署,其中排量稍小的1.3T发动机应用于旗下紧凑型车、微型车产品,而现有的紧凑型SUV车型如能换装1.8T发动机,那势必会增加车型产品在市场中的竞争力。

进口品牌的新发动机

● 菲亚特2.4升 MultiAir发动机

第一次见到这台菲亚特发动机是在2013年的车展上,但让人感到意外的是这台发动机居然摆上了Jeep展台,发动机下面的铭牌赫然写着这台来自菲亚特的2.4升发动机搭载于Jeep自由光车型。

我们之前制作过一篇命名为呼吸之道的文章,里面介绍了各个厂商所研发的发动机在配气系统环节所使用的技术,其中,以利用电子液压相位技术为首的可变正时技术是大多数人所了解的,然而,也有个别厂商采用了自己的方式来实现可变正时的功能,菲亚特所推出的可变正时技术就是那个比较特别的。

从表面结构来看,这是一台SOHC(单顶置凸轮轴)结构的发动机,按照常规思路判断,这台发动机的每个气缸应该只有2个气门(分别负责进气和排气),但实则这是一台拥有4气门的发动机,由链条带动的凸轮轴负责驱动排气侧气门,理论上,如果为其装配传统的相位调节器后即可实现排气侧的可变正时功能,不过,这台发动机并没有配备该技术。

另外2个位于进气侧的气门则由电磁液压阀进行控制,通过液压系统的调节不仅可实现气门开启时刻的调整,而且还能做到气门升程的无级调整,以此控制气缸的进气量,换句话说,MultiAir技术可以取代传统的节气门装置。

搭载于Jeep自由光的2.4升MultiAir发动机的最大功率为184马力/6250rpm,最大扭矩为232牛•米/4800rpm,结合9AT变速箱的使用,Jeep自由光在工信部测得的综合油耗为8.8升/百公里,高速路况下的百公里油耗为7.6升,对于一辆中型SUV车型,这样的油耗表现可以让人接受。

总结:

MultiAir技术在众多可变正时技术中是个另类,打破了传统的配气系统结构,依靠液压驱动气门实现气门开启时刻和升程的无级调整。可以说,2.4L MultiAir发动机与横置9AT变速箱的搭配算得上是一个黄金组合了。

大众新EA888发动机

就在2013年的下半年,用于生产大众新EA888发动机的工厂落户长春,这也就意味着,未来国产的大众和奥迪相关车型都将会换装这台新的发动机。虽然从某些气缸参数来看,新旧两款EA888发动机没有明显差异,但在技术上,二者则不可同日而语。

第三代1.8T发动机和第二代2.0T发动机参数对比
  第二代2.0T 第三代2.0T
排量mL 1984 1984
缸径x行程mm 82.50×92.80 82.50×92.80
压缩比 9.6:1 9.6:1
功率(马力/rpm) 210/4300-6000 224/4500-6250
扭矩(N·m/rpm) 280/1500-3900 350/1500-4500
技术差异 涡轮增压、缸内直喷 涡轮增压、混合喷射、新缸盖

排气歧管集成与缸盖中

相比现款EA888发动机,新发动机的缸盖结构有了显著的变化,原先的排气歧管与缸盖集成于一体,结合冷却系统的优化使发动机整体热效率得以提高,一方面控制了增压后的进气温度,弱化了传统中冷器在涡轮增压系统中的必要性,另一方面,在冷车状态下,发动机能够尽快达到最佳工作温度,提高了发动机的工作效率。

喷油方式采用歧管喷射和缸内直喷的组合

喷油系统是新EA888发动机的一大变化,在原有的缸内直喷技术的基础之上,加入了较为传统的歧管喷射,使其整体喷油系统形成了缸内直喷和歧管喷射的组合,通过二者各自的优势,以此更好的满足不同工况下的燃油喷射需求。

如果你想更全面的了解发动机燃油喷射技术,可以点击《传统动力的自我救赎 解析燃油喷射技术》这篇文章。事实上,混合喷射也不是什么新的技术,我们所能接触到的丰田86、斯巴鲁BRZ所搭载的2.0升发动机(详情点击)就已经使用了这样的燃油喷射系统。

发动机的其它信息

总结:

新EA888发动机同样会有1.8升和2.0升两个排量的发动机,针对各自对应车型,二者在技术配备环节存在细微差异,上面提到的混合喷射只在2.0升发动机才会配备。

● 凯迪拉克3.6升V6双涡轮增压发动机

2013年上半年,我们从通用汽车的海外官方网站上获取了一则有关3.6升双涡轮增压发动机的消息,这台发动机即将搭载于新一代凯迪拉克CTS性能版车型。

『新一代凯迪拉克CTS』

在数据上,这台发动机具备了与那些来自欧洲的V8双增压发动机抗衡的能力,别忘了,这仅仅是一款CTS性能版车型,而凯迪拉克还准备了一款搭载了6.2升V8机械增压发动机的CTS-V,显然,在动力方面,凯迪拉克拿出了美国人特有的那股豪放劲。

3.6升双涡轮增压发动机(LF3)技术参数
排量 3564ml
气缸排列形式 V型6缸
缸径×行程 94.00×85.60mm
压缩比 10.2:1
缸盖/缸体材料 铝合金/铝合金
最大功率 425马力(313千瓦)/5750rpm
最大扭矩 583牛·米/3500-4500rpm
特有技术 缸内直喷、DVVT、活塞喷雾冷却等

相比搭载在海外现款SRX、XTS、ATS的3.6升自然吸气发动机,这台3.6升双涡轮增压发动机60%的零件都经过了重新设计、研发。铝合金缸体、缸盖采用铸造,连杆经过加强设计,钢制锻造曲轴提高高速运转时的稳定性

仅仅是账面数据好看肯定是不够的。这台发动机还搭载了众多主流技术,下面就让我们看看它手中有哪些牌。

这台3.6升V6双增压发动机的增压系统不同于传统结构,虽然没有像奥迪、宝马那样将带有涡轮的排气系统置于V型发动机的中央(缩短增压后的进气管长度,提高发动机响应速度),在省去传统风冷式中冷器后,整体结构更为紧凑,更为重要的是,这样的结构同样实现了缩短进气管长度的效果。

除了中冷器集成在进气歧管上,这款发动机还采用谐波进气。设计师利用一定长度和直径的进气歧管和谐振室组成谐振进气系统,并使其固有频率与气门的开启周期协调。在特定转速,进气门关闭之前,在进气歧管内产生大幅度的压力波,使进气歧管压力增高,从增加进气量。

工程师理查德·巴特讲到为了适应缸内直喷技术,这台发动机的活塞端面经过重新设计,上面的凹槽引导油雾产生涡流,与空气充分混合,并且可以承受更大的压力。为了达到这些预先设计的结果,设计师在实验室中经过了无数次的建模试验以及拓扑研究。

为了降低磨损,活塞裙部涂抹新的聚合物,活塞底部还有喷雾冷却技术,当活塞运行至下至点时,喷油嘴会向活塞内侧喷射机油,冷却降温。

发动机排气气门还应用了气门充钠技术,这种技术将气门杆设计为中空结构,然后将金属钠充入其中。在发动机正常的工作温度下,处于液态的金属钠会随着气门的开闭上下运动。由于钠的比热容较大,所以它能够很好地吸收来自气门头部的热量并进行传导,这就降低了气门在恶劣工作环境下的温度。

总结:

在结构上,这台发动机很有看点,通过安装在进气歧管的水冷式中冷器取代了传统的风冷式水冷器,控制上做到更精确的同时,结构也更为精简,这样的方式在大排量发动机上还是第一次见到。至于性能方面,那就留到日后有机会再体验吧。现在,没有理由不期待新一代凯迪拉克CTS,当然,尤其是搭载3.6升V6涡轮增压发动机的性能版。

● 奔驰M274 2.0T发动机

我们并没有像之前所了解的那样,在国产的新款奔驰E级轿车上看到那台代号为M274的纵置2.0升涡轮增压发动机,这确实让人有些失望,但值得庆幸的是,在2014年,奔驰将会对E级轿车的动力有所调整,另外,新款奔驰C级、奔驰GLK级车型也会使用这台新发动机。

在奔驰的模块化体系中,代号为M274的2.0T发动机应用于纵置平台。这台发动机的实际排量为1999mL,缸径和行程分别为83mm和92mm,压缩比为9.8:1,这样的参数设定符合一款涡轮增压发动机的特质。

与很多涡轮增压发动机一样,2.0T的M274发动机同样经过调校可以提供高、低功率两个版本的发动机,其中低功版发动机的最大功率为184马力,最大扭矩为300牛•米,高功版发动机的这两项数据分别为211马力和350牛•米。为了尽可能的削弱涡轮迟滞给驾驶员带来不好的驾驶感受,工程师将这台2.0T发动机的最大扭矩输出转速设定在了1250rpm,以此使起步时的加速响应更快,进排气双可变正时系统和可变气门升程系统在从中起到了关键的作用。不过,涡轮的过早介入对于发动机在低转速下的燃油经济性会有一定的影响。

缸内直喷技术的运用可以在一定程度上弥补以上提到的燃油经济性问题,M274发动机采用了奔驰第三代缸内直喷技术,压电式喷油嘴可以在发动机的一个冲程内实现最多5次的燃油喷射,而一般缸内直喷系统的喷油嘴最多只会进行两次喷射。为了能与喷油嘴的动作保持同步,点火系统可支持火花塞在千分之一秒(1毫秒)内连续进行4次放电,以此使得燃油的燃烧更为充分。

在其他技术方面,M274自然也不会落后于同级产品,除了上述提到的配气技术外,可变排量机油泵以及配备大功率启动机的发动机启停系统等都是这款发动机的亮点所在

总结:

作为最直接的竞争对手,奥迪、宝马在国内的技术投放虽不能始终与国外市场保持同步,但相比奔驰则要有一定领先优势。的确,我们可以很轻松的说出几个有关奥迪、宝马发动机的技术名词,而奔驰呢?或许我们有必要通过这台代号为M274的2.0T发动机记住一些奔驰发动机的技术了。

编辑总结:

从这篇文章我们不难看出,在发动机技术领域,涡轮增压和缸内直喷技术已经成为汽车厂商主要的发展方向,特别是自主品牌,根据发展现状以及未来的预估,应用于小型以及紧凑型汽车的小排量增压发动机被寄予厚望,当然,有个别厂商把眼光投向了更高的位置,中型SUV产品的出现也需要相匹配的发动机提供动力支撑,比亚迪的2.0T就是个例子。

对于那些拥有更宽阔产品空间的合资进口品牌,涡轮增压+缸内直喷技术的应用自然也更为广泛,从2.0升级别的四缸发动机到性能版车型上的V6双增压发动机等,此外,在发动机技术方面的研发也已经进入到了“吹毛求疵”的阶段,同样都是采用涡轮增压和缸内直喷技术的发动机,通过改善排气歧管结构提高热效率、优化喷油嘴的性能使发动机的工作效率得到改善等等。相信只要内燃机还存在一天,这样的优化工作就不会停止。过几天,我们还会有针对变速箱的年度盘点文章,敬请期待。

关键字:涡轮  主角  盘点

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/1225/article_8402.html
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