全面反超对手 本田混动/涡轮技术解析

2016-03-01 19:53:01来源: 汽车之家

在2016年FUNTEC TURBO+HYBRID技术体验营活动中,本田正式发布3款涡轮增压发动机和新一代混合动力系统,分别命名为SPORT TURBO (锐・T动)和SPORT HYBRID(锐・混动)。新发布的动力总成将会逐步搭载在新车型上,例如新款的混合动力雅阁/思铂睿、第十代思域,以及广汽本田即将上市的中型SUV。而且在这次的试驾会上,我将能简单试驾这些新车型(仍处于开发阶段)。

虽然在这次活动中,厂家发布了这几款全新的动力总成,但实际上很多具体的参数都还没有对外公布。既没有厂家数据,也没有咱们实测数据,这就说全面反超对手了?你一定会觉得我是在忽悠你。非也,主要依据有以下两点:最主要的竞争对手丰田,曾经发文表示高度认可本田全新的i-MMD双电机混合动力系统。原话意思大概是,“最低油耗的中型车宝座已经被本田雅阁夺走了,如果我们要想超远其表现,只能重新开发一套新的混合动力系统。”。(根据官网数据,混动雅阁燃油消耗率为30km/L,158kW,混合动力凯美瑞燃油消耗率为23.4km/L,综合输出功率151kW)。而对于几款涡轮增压发动机来说,在对比试驾过试装车型以及同级车型之后,我也觉得前者的表现更加出色。接下来,就让咱们一起来看看这几款新动力总成有什么厉害之处。

新一代运动型双电机混合动力系统i-MMD

本田的混合动力总成也是有一系列产品的,这次发布的i-MMD系统是为中型车准备的,最先搭载这套系统的是现款的美版和日版混合动力雅阁,而即将在国内上市新款雅阁和思铂睿混动车型也会搭载这套系统。在混合动力系统的世界里,丰田一直是龙头老大,但却对本田这套i-MMD系统有着如此高的评价,后者肯定有其独到之处。i-MMD系统具有两个电机,结构上也比丰田的THS-II系统更简单一些。


『图为现款美版混动雅阁』

我们在现场体验的是即将推出的新款雅阁混合动力车型,但奈何新车不让拍照,仍处于保密阶段,只能用现款美版车型图片代替。我们先试驾混动版的凯美瑞,然后再试驾混动雅阁,这样两车的差异就更加明显了。先说动力表现吧,主要由电动机驱动的混动雅阁加速力度明显比凯美瑞更快,而且无论是后劲还是反复加速的响应性,都更加出色,甚至有高了半个级别的感觉,电动机强大的扭矩优势很明显。另外,行驶品质方面的表现也是不能不提的,动力系统的噪音、车厢隔音、悬架的减振效果都要比混动凯美瑞好很多,绝对是今年最值得期待的车型之一。下面就让咱们一起来看看这套i-MMD系统有何独到之处。

据厂家介绍,本田的i-MMD系统和丰田的THS-II系统相比,结构上有个本质性的差异,本田的i-MMD系统在工作时是在不断切换动力来源,而丰田的THS-II则是在不断地调整各个动力来源的混合比例。

i-MMD系统的优胜之处在于,系统中各个部件之间采用固定的齿比连接,不需要变速机构(变速机构往往使系统更复杂,而且增加重量),而且发动机可以直接驱动车辆前进,减少传动部件的能量损失,燃油效率更高,更省油。同时,i-MMD系统采用的大功率驱动电机拥有更强的动力输出,使整套系统的动力表现更出色,这也是称之为运动型混合动力系统的主要原因之一。i-MMD系统具有3种形式模式,分别为EV行驶模式、混动行驶模式、发动机行驶模式,接下来我们来看看工作原理是怎样的。

● EV行驶模式:其实我们都喜欢用电动模式

混合动系统的设计初衷就是为了省油,而EV电动模式下车辆就等同于电动车,发动机关闭不烧油。所以在驾驶混合动力车型时,很多人有尽量使用EV电动模式行驶的倾向,对于我这种处女座用户来说,更有可能发展成为强迫症。在一定的条件下(其实EV不是最省油的模式,后面会解析),这样的做法我认为是合理的。

电动模式的好处就是可以减少传动系统在驱动车辆前进时的动力损失,能够更高效更充分地利用能源。所以在本田的i-MMD系统中,EV行驶模式扮演着重要的角色,工作原理很简单,就是使用电池里存储的电量,驱动车辆前进。这里有一点很关键,系统里的离合器断开,发动机处于闲置状态,与正在运作的部件毫无关系,不会造成任何能量损失。EV模式最高车速为120km/h,电池满电的话大约可以行驶2km(20-30km/h),说到底,这不是纯电动系统,EV模式的角色只是更充分利用剩余能量。

制动或者减速的时候,车轮带动驱动电机转动(驱动电机和车辆的主被动关系反过来了,但电动机的转动方向不变),产生电能并存储到电池中。在EV模式中,驱动电机兼顾了发电机的角色,又是爹又是娘。在这种状态下,车辆等于传统的电动车,同时利用大功率电动机强劲的动力输出,实现了顺畅有力的加速感受。

发动机行驶模式:最极致省油的方式是油烧得刚好

虽然电动模式是最省油的,但试想想,车辆并非插电式的,唯一的能量来源就是汽油,归根到底还是要依靠发动机烧油提供能量。那么问题又回到原点了,到底怎样才能让发动机更省油?i-MMD系统拥有一台2.0L阿特金森循环发动机,大概2000rpm左右发动机的燃油效率是最高的,如果这时候发动机的输出功率正好也与驱动车辆前进所需要的功率相等,那这就是i-MMD系统理论上最省油的状态。

现实中能够达到完美状态的几率并不高,所以发动机需要带着发电机一起转动,把多余的能量通过发电的方式存储到电池里。在发动机行驶模式中,发动机直接驱动车辆前进,发动机转速会随着车速相应提升。但这时候车辆状态相当于传统汽车的以最高挡位行驶,所以车速的变化不会导致发动机转速过高而偏离经济油耗区(车辆设定的极速为180km/h),发动机依然能够保持较为理想的燃油效率(虽然仪表没有显示发动机转速,但应该不会太高)。

混动行驶模式:曲线救国效果更好?

混动行驶模式主要出现在加速或者电池电量不足的情况下,启动发动机带动发电机产生电流,然后和来自电池的电流汇合,一共给电动机供电,提供更强的动力输出。如果是地板油状态,假设电池有足够电量,再加上来自发动机那个方向的电流,按理是最强的动力输出状态。i-MMD系统最大综合输出功率为158kW。但如果电池没电的话,那加速力度就要相应地打一些折扣了。

本田的i-MMD系统有点曲线救国的意思,先发电然后再通过驱动电机驱动车车辆。混动模式可以让发动机保持2000转经济油耗区内发电,这样来用发动机最高效的工况发电从而降低油耗。同时驱动电机也有扭矩上的优势(驱动电机135kW/315N·m)。这样一拍即合,成为i-MMD的高效混动模式。

车辆判断使用哪种驱动模式的依据是什么?

车辆在判断使用哪种驱动模式的时候需要综合考虑三个因素,剩余电量SOC、当时车速、维持车速/加速需要的功率。在EV行驶模式和发动机行驶模式下,i-MMD系统都能实现较高的燃油效率,所以对于i-MMD系统来说都是优先选择的模式。
 

 

i-MMD系统匀速行驶时的工作状态
速度 使用模式 模式占比
40km/h EV / 混动 1:1
80km/h 发动机 / EV 2:1
120km/h 或 以上 发动机 / 混动 1:1

     ■ VTEC TURBO系列发动机

这次发布的三款VTEC TURBO发动机,其实在2013年的本田大会上已经露过脸了,当时公布的发动机动力参数非常高,给了大家一个非常高的期望值,但很多内在的细节其实当时还有所保留的。这次正式发布,是比较接近量产的状态,1.5T和2.0T都已经有路试车辆了(即将在国内上市的车型,这次也有机会试驾。)

 

本田VTEC TURBO发动机动力参数
公布年份/机型 1.0T 1.5T 2.0T
2013年 129马力 / 200N·m 204马力 / 260N·m 大于280马力 / 400N·m
2016年 - 约150马力 -

VTEC TURBO系列的这三款有着相似的技术,例如进排气双VTC可变气门正时技术、缸内直喷技术、缸盖冷却系统等等。但由于机型定位以及规划搭载车型有所不同,所以在细节上也有所差异,例如VTEC气门升程技术。1.0T发动机的进气侧具有VTEC,1.5T发动机没有VTEC,2.0T发动机则是在排气侧有VTEC。

VTEC TURBO 1.0T

本田1.0T发动机采用的是三缸结构,进气门配备本田特有的VTEC可变气门升程控制系统,能够在高转速时增大进气门升程,从而降低进气阻力并增加进气量,达到提升发动机输出功率的目的。此外,该发动机带有进排可变气门正时技术,正时调节器由皮带驱动,新型的长效正时皮带能达到与发动机同等寿命。

由于1.0T发动机排量较小,为了提升进气效率,厂家在进气侧为其配备了VTEC可变气门升程技术。进排气双侧VTC可变气门正时系统能够有效降低涡轮迟滞现象。该1.0T采用了缸内直喷系统,直喷喷嘴为侧置形式,配合该发动机特有的高滚流进气道,能够形成强混合气滚流,提升燃烧效率,降低发动机燃油消耗率。

上述滚流进气道的关键是对缸盖孔口形状和优化,配合活塞顶的形状,便能在气缸内产生强劲滚流,实现混合气的快速燃烧。

该发动机的涡轮系统采用了一个由电动作动器控制的排气泄压阀。这种电动控制泄压阀相比传统的由真空罐控制的排气泄压阀,能够更精确快速地控制排气泄压阀开度,从而实现增压压力的精确快速控制。

此外,为减少发动机运转时的损耗,该发动机采用了变排量机油泵,能够根据发动机的转速来控制机油泵的排量,降低发动机低转速、低负载工况下泵送机油的能量损耗。

据厂家工程师介绍,其实曲轴中间气缸的平衡块也加重,而且尽量远离曲轴轴心的话,发动机振动会更小,减振效果更好,但为了轻量化,最后还是没有加重。1.0T发动机采用锻造曲轴、连杆,达到更好的轻量化效果,活塞为铸造。1.0T发动机比1.5T油耗大约降低10%。

VTEC TURBO 1.5T

本田1.5T发动机未来将搭载在国产杰德等多款车型之上。该发动机的设计目标是保持较好燃油经济性的同时,增强扭矩输出。

值得注意的是,本田1.5T发动机没有配备VTEC气门升程控制技术,仅采用了进排气可变气门正时技术,正时调节器由链条驱动。通过进排气可变气门正时技术实现进排气门重叠角(进排气门同时打开)的动态控制,利用进气气流把燃烧后的废气驱赶出气缸,降低了燃烧室温度,抑制了爆震现象。

1.5T发动机的定位是兼顾燃油经济性和动力性能,在没有配备VTEC可变气门升程技术的情况下,输出功率约为150马力,但没有公布具体数字,预计4月份公布。相比同级机型来说,这已经是不错的水平,但人都是贪心的,希望得到更强的动力,美版思域的1.5T发动机在硬件上应该跟这次发布的1.5T很接近,但最大功率达到176马力,差距不小,2013年发布的时候更是高达200马力。

与本田1.0T发动机一样,该1.5T发动机同样采用了侧置喷嘴布置,配合高滚流进气道技术,提升了发动机的燃效。

为了兼顾燃油经济性,1.5T发动机优化了缸盖进气孔和活塞表面的形状,实现了纵向的高滚流,使燃烧更加充分。1.5T发动机使用锻造曲轴和连杆,轻量化设计有助提升发动机的响应性。

与主流的小排量发动机一样,本田1.5T发动机采用了集成在气缸盖内的排气歧管。通过提升排气歧管与发动机冷却液的热交换效率,提升了发动机暖机速度以及高负载工况下的排气温度。

即将在国内上市的思域将配备1.5T发动机,匹配CVT或者6MT。现场试驾的美版思域匹配CVT变速箱,动力表现很不错,涡轮迟滞很小,发动机和变速箱的响应性都很高。相比对比试驾的大众某1.4T车型来说,动力方面的优势是比较明显的,后者配备的是6MT变速箱。现场试驾的十代思域具有换挡拨片,但引进国内的版本还不确定。另外,1.5T发动机噪音比较大,厂家称已经纳入优化改善的计划,但国内版本是否调整还不确定。另外,新款思域Si也正在开发当中。

VTEC TURBO 2.0T

本田2.0T发动机采用四缸结构,带有进排气可变气门正时技术以及VTEC气门升程控制技术。该发动机的VTEC系统并不是设置在进气侧,而是设置在排气侧。排气侧VTEC系统能够加快扫气速度,从而降低燃烧室温度以抑制爆震现象。

提高压缩比是提升发动机热机效率的一种行之有效方法,但抑制压缩比提高带来的爆震现象则是在开发中遇到的难题。1.0T、1.5T以及2.0T发动机都通过控制气门重叠角来增强扫气效果,降低燃烧时温度,抑制爆震现象,最终实现压缩比的提高。

本田2.0T发动机采用了小型轻量化涡轮,能够一定程度改善涡轮迟滞现象,让峰值扭矩在更低的转速输出,从而使车辆拥有更好的加速性能。电动控制泄压阀能够精确快速地控制排气泄压阀开度,从而实现增压压力的精确快速调整,实现了动力性和燃油经济性的平衡。

本田2.0T发动机采用了集成在气缸盖内的排气歧管,提升了发动机暖机速度以及高负载工况下的排气温度。此外,该发动机还在活塞内部设置了环状冷却油道来加强对活塞的冷却,大幅减少了摩擦。

为了降低发动机的运转惯性和整体重量,本田2.0T发动机采用了轻量化连杆和曲轴。该发动机的连杆与曲轴采用了锻造工艺制造,在保证强度的同时能最大程度地实现轻量化。

在现场,2.0T发动机装备在一台伪装的中型SUV上,这台SUV今年将在广汽本田投产并上市。从现场试装车来看,车辆配置非常丰富,全景天窗、后排电动侧窗遮阳帘、后排座椅加热、LED前大灯、LED雾灯、前后右都有摄像头等,挡位控制为按键式。在有限的场地里试驾虽然路程很短,但车辆的加速性能还是给大家留下了深刻的印象。相比对比试驾的2.0T汉兰达,这台伪装试驾车的加速力度明显更强,而且匹配的9AT变速箱调校也非常不错,平顺性挺好的。车辆的整体行驶质感也要比汉兰达强不少。另外,车辆配备了空气悬架,具有标准、运动、舒适三种驾驶模式,不同模式之间的悬架阻尼差异很明显,能够更好地兼顾运动性和舒适性的需求。

总结:

在短短的一天时间内了解并体验四款全新的动力总成,只能是囫囵吞枣的程度,但短暂的体验已经极大地引起大家的兴趣。长江后浪推前浪,作为老牌技术宅的本田也终于拿出秘密武器,四款动力总成的综合水平都非常高,相比目前在售的同级产品来说,都更加出色。这四款动力总成已经有三款确定今年在国内上市,新车型的性能表现值得期待。

关键字:本田  混动  涡轮技术

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/article_2016030115243.html
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