“鋼鐵超能小王子”—揭秘DS 4S的1.2THP發動機

◆文/本刊記者　桂江一

“鋼鐵超能小王子”—揭秘DS 4S的1.2THP發動機

◆文/本刊記者桂江一

2016年4月上旬，長安標致雪鐵龍CAPSA旗下“精致動感”兩廂車DS 4S的媒體試乘試駕活動在廣東梅州舉行。兩周后，在2016北京車展開幕的第一天，DS 4S宣布正式上市，有1.2THP、1.6 THP和1.8 THP共3款發動機、7款車型，價格區間為14.99～22.99萬元。這是DS品牌自2012年進入中國市場，短短四年時間內上市的第四款國產車型，如果算上最初上市的三款進口車型DS3、DS4、DS5，則是第七款車。

單從名字來看，DS 4S很容易被人看成是DS4的衍生車型，但它倆之間還真沒有太多的關聯，DS 4S的4個S來源于Strive(極致)、ExquiSite(精致)、 DynamiSm(動感)、PleaSure(樂趣)。其實，DS 4S與DS 5LS、DS6共享PSA 全新的EMP2模塊化平臺，這三者之間千絲萬縷的聯系就是明證。DS 4S的“三圍”(長、寬、高)尺寸接近于DS 5LS、而軸距則與DS 5LS完全相同，都是2 715mm。另外，無論是從外形，還是內飾(圖1)、做工和用料來看，DS 4S都沿襲了DS 5LS和DS 6S的風格和特點。如：家族飛翼式前臉、鉆石切割輪轂、流動型轉向指示燈、表鏈式真皮座椅、扁平式方向盤、被NAPA真皮包裹的儀表臺、100%無瀝青阻尼墊以及隨處可見的DS“如魚得水”的魚嘴LOGO等等。不同的是，DS 5LS是三廂車，DS 6S是城市SUV，而DS 4S則是兩廂車。

圖1 DS 4S奢華的內飾

有關DS 4S造型、內飾、配置、靜態測評和動態測試的介紹各大網站、自媒體以及整車類期刊都有大量的介紹，本文就不再贅述。作為專業技術類媒體，我們更樂于“扒開外衣看里子”，把焦點聚集在新技術上，尤其是發動機的新技術。雖然DS 4S搭載了豐富的科技配置，如帶隨動轉向的全LED大燈、STTd發動機啟停、DS CONNECT智能語音交互系統、第三代愛信6AT變速器等等，但這些配置在DS之前的車型中都有裝備。而1.2THP發動機則是DS第一次采用，并應用于DS 4S上。因此，PSA的這款1.2THP發動機才是本文真正的主角。

根據車型版本的不同，DS 4S搭載了1.2THP、1.6 THP和1.8 THP三款發動機。其中1.6THP最早應用于DS5上，1.8THP最早應用于2016款DS6上，有關這兩款發動機的新技術，我刊之前曾做過詳細報道。

圖2　直列3缸1.2THP發動機外形

圖3　PSA“E動力戰略”

1.2THP：“鋼鐵超能小王子”動如脫兔

2001年，由PSA和BMW聯合開發的THP發動機項目正式啟動，代號為EP。EP源于Engine Prince，因此EP系列發動機也被稱作“王子發動機”。EP發動機從2006年開始實現量產以來，已經歷了歐4、歐5和歐6三代。第一代(歐4)有EP3、EP6、EP6DT三個型號；第二代有EP3C、EP6C、EP6CDT、EP6CDTM、EP6CDTX五個型號；第三代有EP6FDTM(即1.6THP)、EP6FDTX、EP8FDT(即1.8THP)三個型號。

DS 4S搭載的1.2THP發動機(圖2)的內部代號為EB2DTSM。

從圖3中可以看出，PSA“E動力戰略”包括EC、EP和EB三個系列，與1.6THP發動機一樣，1.2THP發動機也是PSA“E動力戰略”重要的組成部分。另外，這款1.2THP發動機與其他THP發動一樣，也采用了缸內高壓直噴、DVVT雙連續可變正時系統、全鋁機身、廢氣渦輪增壓、變排量機油泵、分離式水泵等技術。

當然，最重要的是這款1.2THP發動機雖然排量小，但是其最大功率(轉速為5 500r/min時達到最大功率100kW)和最大扭矩(轉速為1 750～3 500r/min時達到最大扭矩230N.m)都相當出色，尤其是其最大扭矩已經超過了絕大部分2.0L自然吸氣發動機的最大扭矩。1.6THP有“王子發動機”之稱，因此把1.2THP發動機稱作“鋼鐵超能小王子”一點也不為過。

1.2THP：多措并舉，靜如處子

DS 4S搭載的1.2THP發動機排量為1.199L，缸徑為75mm，活塞行程為90.5mm，壓縮比為9.5，采用直列3缸設計。讀到這里，相信許多讀者都會有這樣的疑問：作為一款定位于豪華精致兩廂車，DS 4S為何會搭載一款3缸發動機？

在人們傳統印象中，3缸發動機曾經是低端、廉價、性能不佳的代名詞，人們很容易將3缸發動機與“抖動”、“噪音”、“不平順”等詞匯聯系到一起。但是，隨著石油資源的日趨緊張、環境污染越來越嚴重，汽車動力系統輕量化、緊湊化、節能環保已成為汽車廠商越來越重視的新課題，因此小排量的3缸發動機已開始涌現，如大眾的1.4TSI和福特的Ecoboost 1.0T。

為了讓DS 4S搭載的這款直列3缸1.2THP鋁合金發動機具有良好的平順性和較低的噪音，PSA的工程師有針對性地采取多種措施。如通過采用平衡軸、雙質量飛輪、解耦式靜音齒輪、濕式正時皮帶、超低粘度純合成機油、活塞和連桿輕量化設計、進排氣消音以及活塞、活塞環和氣門挺柱進行DLC涂層等，以改善發動機NVH。

(1)雙質量飛輪

采用雙質量飛輪(圖4)是當前汽車上隔振減振效果最好的措施。將傳統的飛輪一分為二，它們通過彈簧扭轉減振器連接為一體。一部分質量裝在發動機內，用于啟動和傳遞發動機的轉動扭矩，另一部分質量裝在變速器內，用以提高變速器的轉動慣量。另外，將飛輪分成質量不同的兩部分，還能使傳動系統的固有頻率大幅下降，從而避開發動機的共振區，避免共振。同時，彈簧扭轉減振器用來吸收發動機輸出扭矩中所包含的變動扭矩成分，將平均化的扭矩傳遞給變速器，衰減與扭轉有關的震動和噪音。

圖4　雙質量飛輪和單平衡軸

(2)單平衡軸設計

為了改善3缸發動機的平順性，1.2THP發動機采用了單平衡軸設計(圖4)。單平衡軸是一個裝有偏心重塊，通過齒輪傳動隨曲軸同步旋轉的軸，利用偏心重塊所產生的反向振動，平衡大部分的振動，使發動機具有良好的平衡性，降低發動機的振動。

(3)解耦式靜音齒輪

由于平衡軸與發動機曲軸是通過齒輪傳動的，因此增加了一組齒輪傳動，這又不可避免地增大了噪音，為此，PSA的工程師又采用了解耦式靜音齒輪(圖5)。與傳統齒輪不同，解耦式靜音齒輪由內圈、外圈和中間的橡膠三部分組成。內圈和外圈為金屬材質，通過中間部分的橡膠聯接在一起。由于橡膠的彈性能夠很好地吸收齒輪在傳動過程中內、外兩部分金屬產生沖擊、振動和噪音，為發動機的靜音起到了非常大的作用。另外，PSA的工程師還對齒輪組的齒形、嚙合間隙進行了優化設計，同時，讓平衡軸齒輪盡可能接近飛輪以減少振動。

圖5　解耦式靜音齒輪

(4)濕式正時皮帶

DS 4S搭載的這臺1.2THP發動機還創新性地采用了一款濕式正時皮帶(圖6)。正時皮帶采用了密封設計，皮帶底部可以接觸到機油，能夠很好地潤滑齒輪以及皮帶。

另外，為了提高皮帶的耐油性，避免出現皮帶跳齒的現象，這條皮帶還采用了特氟龍涂層。濕式正時皮帶不僅傳動效率更高，而且皮帶的壽命與發動機的壽命保持一致，與正時鏈條一樣，可以做到終身免維護，不同的是濕式正時皮帶顯著降低了傳動噪音。

圖6　濕式正時皮帶

(5)DLC涂層

DLC涂層是一種在性質上具有與鉆石類似的非晶態薄膜，因此又叫類金剛石涂層。它由碳元素構成，表面呈黑色，顯微硬度大于20N/mm2，表面摩擦系數僅為0.02～0.1。具有高硬度和高彈性模量，低摩擦系數，耐磨損以及良好的真空摩擦學特性。DS 4S搭載的這臺1.2THP發動機的活塞、活塞環和氣門挺柱都進行DLC涂層處理(圖7)。

圖7　經過DLC涂層處理得活塞、活塞環和氣門挺柱

DS 4S搭載的這臺1.2THP發動機，集合了PSA以及寶馬的諸多先進技術，不僅動力強勁，滿足了日益嚴格排放法規，而且改變了人們對3缸發動機不平順、噪音大的看法，用“動如脫兔，靜如處子”來形容一點都不過分。